电力电子技术习题解析：晶闸管、GTO与功率器件应用

"电力电子技术习题及答案" 电力电子技术是电气工程领域的重要分支，主要研究电能的变换和控制。以下是对习题的详细解答： 1. 电导调制效应是指在半导体器件（如电力二极管、晶体管等）内部，载流子浓度受到外加电场的影响而改变，从而调节器件的导电性。这种效应常用于改善功率半导体器件的性能，例如降低通态电阻，提高工作效率。 2. 晶闸管正常导通的条件是阳极（A）和阴极（K）之间存在正向电压，并且门极（G）收到正向脉冲触发。导通后，流过的电流由外部电路的电压和负载决定。晶闸管由导通变为关断的条件是阳极电流减小到维持电流以下，通常称为擎住电流，或施加反向电压。关断可以通过移除门极脉冲或降低阳极电压实现。 3. 晶闸管触发导通后如果在脉冲结束后关断，可能是因为没有足够的擎住电流保持导通状态，或者外部电路提供了反向电压。 4. 图1-30中的电流波形计算：电流平均值Id=Im/π，有效值Ieff=Im/√2。对于100A额定电流的晶闸管，考虑到安全裕量，允许的最大平均电流Id会小于100A。 5. 在图1-31的电路中，为了保证晶闸管充分导通，触发脉冲宽度至少要等于电流上升时间，即τ=L/R，τ=0.5H/Ω，具体数值取决于R的具体值。 6. 晶闸管不能用门极负脉冲信号关断，因为其结构决定了门极只负责触发，而不能控制关断。GTO（门极可关断晶闸管）则可以通过门极的负脉冲来关断阳极电流。 7. GTO和GTR（门极控制晶体管）都是电流控制器件，但GTO的门极既能触发也能关断电流，而GTR的门极仅用于触发。GTO的门极驱动信号需要更高的功率，同时具备自关断能力。 8. GTR、GTO、MOSFET和IGBT之间的差异主要在于控制方式和性能特点。GTR和GTO是电流控制，MOSFET和IGBT是电压控制。MOSFET开关速度快，驱动简单，但电流容量较小；IGBT结合了电压控制的优点和较大电流容量，但开关损耗相对较高。应用领域根据器件特性而定，例如MOSFET常用于高频开关应用，IGBT则适用于大功率电机驱动。 9. VDMOS或IGBT的栅极电流波形一般呈现上升和下降沿，峰值电流与栅极电阻有关，栅极电阻决定了栅极电荷的充放电速度，进而影响开关速度。较小的栅极电阻会导致开关速度更快，但功耗增大；较大的栅极电阻则降低开关速度，减少功耗。 10. 全控型器件的缓冲吸收电路主要用于吸收开关过程中产生的浪涌电压和电流，保护器件免受损伤。RCD缓冲电路中，R提供能量释放路径，C用于平滑电压变化，D防止反向电压。 11. 功率MOSFET的应用受限于其耐压和电流能力。提高MOSFET功率容量的方法包括使用并联或串联技术，优化散热设计，以及选择具有高耐压和大电流容量的器件。 习题二涉及的是具体的电路计算和分析，如需完整解答，请提供完整的习题内容。