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1、课后答案网 第 2 章思考题与习题2.1 晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压UA决定。2.2 晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流IA减小，IA下降到维持电流IH以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压U
2、A决定。2.3 温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？答：温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流IH会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。2.4 晶闸管的非正常导通方式有哪几种？答：非正常导通方式有：(1) Ig=0，阳极电压升高至相当高的数值；(1)阳极电压上升率du/dt过高；(3) 结温过高。2.5 请简述晶闸管的关断时间定义。答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。即tq= trr+ tgr。2.6 试说明晶闸管有哪些派生器件？答：快
3、速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。2.7 请简述光控晶闸管的有关特征。答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管，在光的照射下，光电二极管电流增加，此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。主要用于高压大功率场合。2.8 型号为KP100-3，维持电流IH=4mA的晶闸管，使用在图题 1.8 所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题 1.8 课后答案网 100V答：（a）因为IA=50K=2mAIH，所以不合理。200V=了。(b)因为IA=10150V=20 A, KP100的电流额定值为 100，裕量达倍，太大（c）因为IA=1150 A，大于额
4、定值，所以不合理。2.9图题 1.9 中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的电流平均值电流有效值和波形系数。1Imsintd (t)Im解：图(a)： IT(AV)=20= 1t2tIT=20IT(Imsin)d ()Im=2 Kf=IT( AV )=1.571图题 192图(b)： IT(AV)=0Imsintd (t)2= Im1(Imsint)d (t)ImIT=Kf=0ITIT( AV )=1.111=23图(c)： IT(AV)=3Imsintd (t)=2 Im课后答案网 21(Imsint)d (t)13IT=Kf=3ITIT( AV )=1.261=
5、 Im33+80.63Im图(d)： IT(AV)=23Imsintd (t)= 4 Im1t2t13IT=23IT(Imsin)d ()= Im6+60.52ImKf=IT( AV )=1.781Im图(e)： IT(AV)=204Imd (t)=8142ImIT=2IT0Imdt()= 22Kf=IT( AV )=2.83102ImdtIm图(f)： IT(AV)=21()=4 22IT=2IT0Imdt()Im=2Kf=IT( AV )=22.10 上题中，如不考虑安全裕量，问额定电流 100A 的晶闸管允许流过的平均电流分别是多少?解：(a)图波形系数为 1.57，则有： 1.57 I
6、T(AV) =1.57 100A , IT(AV) = 100 A (b)图波形系数为 1.11，则有： 1.11(c)图波形系数为 1.26，则有： 1.26 IT(AV ) =1.57 100A , IT(AV)=141.4A IT(AV ) =1.57 100A , IT(AV)=124.6A(d)图波形系数为 1.78，则有： 1.78(e)图波形系数为 2.83，则有： 2.83 IT(AV) =1.57 100A , IT(AV)=88.2A IT(AV ) =1.57 100A, IT(AV)=55.5A (f)图波形系数为 2，则有： 2 IT( AV) =1.57 100A
7、, IT(AV)=78.5A 课后答案网 2.11 某晶闸管型号规格为 KP200-8D，试问型号规格代表什么意义?解：KP代表普通型晶闸管，200 代表其晶闸管的额定电流为 200A，8 代表晶闸管的正反向峰值电压为 800V，D代表通态平均压降为0.6VUT0.7V 。2.12 如图题 1.12 所示，试画出负载Rd上的电压波形(不考虑管子的导通压降)。图题 1.12解：其波形如下图所示：2.13 在图题 1.13 中，若要使用单次脉冲触发晶闸管T导通，门极触发信号（触发电压为脉冲）的宽度最小应为多少微秒（设晶闸管的擎住电流IL=15mA）？图题 1.13 di解：由题意可得晶闸管导通时的
8、回路方程：tLA+dt=RiAE可解得iA=ER(1e)，L = R =1课后答案网 要维维持持晶闸管导通， iA(t) 必须在擎住电流IL以上，即500.5(1 e t) 15 103t 150 106=150s ，所以脉冲宽度必须大于 150s。2.14 单相正弦交流电源，晶闸管和负载电阻串联如图题 1.14 所示，交流电源电压有效值为 220V。 (1)考虑安全余量，应如何选取晶闸管的额定电压？ (2)若当电流的波形系数为Kf=2.22 时，通过晶闸管的有效电流为 100A，考虑晶闸管的安全余量，应如何选择晶闸管的额定电流？解：（1）考虑安全余量,取实际工作电压的 2 倍UT=220 2
9、 2 622V, 取 600V （2）因为Kf=2.22, 取两倍的裕量，则：2IT(AV) 2.22 100 A得： IT(AV)=111(A) 取 100A。图题 1.142.15 什么叫 GTR 的一次击穿?什么叫 GTR 的二次击穿?答：处于工作状态的GTR，当其集电极反偏电压UCE渐增大电压定额BUCEO时，集电极电流IC急剧增大（雪崩击穿），但此时集电极的电压基本保持不变，这叫一次击穿。发生一次击穿时，如果继续增大UCE，又不限制IC，IC上升到临界值时，UCE突然下降，而IC继续增大（负载效应），这个现象称为二次击穿。2.16 怎样确定 GTR 的安全工作区 SOA?答：安全工作
10、区是指在输出特性曲线图上GTR能够安全运行的电流、电压的极限范围。按基极偏量分类可分为：正偏安全工作区FBSOA和反偏安全工作区RBSOA。正偏工作区又叫开通工作区，它是基极正向偏量条件下由GTR的最大允许集电极功耗PCM以及二次击穿功率PSB，ICM，BUCEO四条限制线所围成的区域。反偏安全工作区又称为GTR的关断安全工作区，它表示在反向偏置状态下GTR关断过程中电压UCE，电流IC限制界线所围成的区域。2.17 GTR 对基极驱动电路的要求是什么？答：要求如下：课后答案网 （1）提供合适的正反向基流以保证 GTR 可靠导通与关断，（2）实现主电路与控制电路隔离，（3）自动保护功能，以便在
11、故障发生时快速自动切除驱动信号避免损坏 GTR。（4）电路尽可能简单，工作稳定可靠，抗干扰能力强。2.18 在大功率 GTR 组成的开关电路中为什么要加缓冲电路?答：缓冲电路可以使GTR在开通中的集电极电流缓升，关断中的集电极电压缓升，避免du了GTR同时承受高电压、大电流。另一方面，缓冲电路也可以使GTR的集电极电压变化率 dtdi和集电极电流变化率 dt得到有效值抑制，减小开关损耗和防止高压击穿和硅片局部过热熔通而损坏GTR。2.19 与 GTR 相比功率 MOS 管有何优缺点?答：GTR 是电流型器件，功率 MOS 是电压型器件，与 GTR 相比，功率 MOS 管的工作速度快，开关频率高，驱动功率小且驱动电路简单，无二次击穿问题，安全工作区宽，并且输入阻抗可达几十兆欧。但功率 MOS 的缺点有：电流容量低，承
