电力电子技术：晶闸管导通与关断原理解析

"电力电子技术相关的思考题与习题解答，主要涉及电力二极管的结构特点，晶闸管的导通与关断条件，电流计算，以及GTO与普通晶闸管的区别。" 电力电子技术是电力系统和电子技术的交叉领域，主要研究如何高效、可控地转换和控制电能。以下是对给定内容的详细解释： 1. 电力二极管的结构特点：电力二极管通常采用垂直导电结构，这意味着电流在硅片的厚度方向上流动，这增加了电流的流通面积，增强其通流能力。此外，它在P和N区之间有一个低掺杂的N区，即漂移区，可以承受较高的反向电压而不会击穿。漂移区的高电阻率在正向导通时会增加电阻，但通过电导调制效应，可以降低电阻，保持良好的导电性能。 2. 晶闸管的导通条件：晶闸管导通需满足两个条件：阳极承受正向电压（uAK>0）和门极施加触发电流或脉冲（uGK>0）。在特殊情况下，如过高的阳极电压或上升率、雪崩效应、高温或直接光照也可能导致晶闸管导通。 3. 维持导通与关断条件：晶闸管维持导通需要流过的电流大于维持电流。要使其关断，需将电流降至维持电流以下。 4. 晶闸管电流计算：图1-43展示了不同波形的电流平均值Id和最大值Im的计算方法，具体计算涉及积分和波形分析。 5. 晶闸管在特定情况下的电流处理：如果考虑安全裕量，100A的晶闸管在不同波形下可送出的平均电流Id和最大电流Im可以通过上题的计算公式得出。 6. 三相桥式逆变电路分析：对于一个工作在逆变状态的三相桥式电路，计算输出电流平均值、有效值、晶闸管电流有效值以及交流电源端功率因数，需要用到电路理论和电力电子的专业知识，涉及电流的矢量运算和功率因数的计算。 7. GTO与普通晶闸管的区别：GTO（门极可关断晶闸管）能够在门极控制下实现自关断，因为它包含多个小单元并联，每个单元可以独立控制，而普通晶闸管一旦导通，必须靠外部电路切断电源才能关断。 这些内容涵盖了电力电子技术的基础知识，包括半导体器件的工作原理、电路分析和应用。这些习题和解答有助于深入理解和掌握电力电子技术的核心概念。