1、什么是单极型器件和双极型器件?试举例说明。
(P4第一行)
答:单极型器件是只有一种载流子参与导电的电力电子器件,如功率MOSFET、静电感应晶体管(SIT)
双极型器件是电子和空穴都参与导电的电力电子器件,如PN结整流管、普
通晶闸管(SCR)、电力晶体管(GTR)
2、压控器件和流控器件的特点各是什么?哪些器件属于压控和流控器件,举
例。
(P5)
答:(1)流控器件有GTR,其特点:
①在器件体内有电子和空穴两种载流子导电,由导通转向阻断时,两种载
流子在复合过程中产生热量,使器件结温升高。
过高的结温限制了工作
频率的提高,因此,电流控制型器件比电压控制型器件的工作频率低。
②电流控制型器件具有电导调制效应,使其导通压降很低,导通损耗较小。
③电流控制型器件的控制极输入阻抗低,控制电流和控制功率较大,电路
也比较复杂。
(2)电压控制型器件有MOSFET、IGBT,其特点是:
①输入阻抗高,控制功率小,控制线路简单。
②工作频率高。
②工作温度高,抗辐射能力强。
(4)自身压降大
3、PIN型和PN型快速恢复二极管的开关特性有何不同?(P16)
答:同等容量下PIN型结构具有开通压降低、反向快速恢复性能好,不足之处是PIN型二极管具有硬恢复特性,而PN型结构则具有软的恢复特性。
4、与PN结二极管相比,肖特基势垒二极管(SBD)具有那些特点?(P17)
答:(1)反向恢复时间短,工作频率高
(2)SBD的正向压降小,开启电压低,正向导通损耗小。
(3)SBD的开关时间短,开关损耗远比PN结二极管小。
5、何为GTR的安全工作区?GTR的正向偏置安全区和反向偏置安全区通常各由
哪几个参量确定。
(P28)
答:(1)GTR的安全工作区是指GTR能够安全运行的电流电压的极限范围。
(2)GTR的正向偏置安全区由GTR的最大允许集电极电流I CM、最大允许集电极功耗P CM、集电极耐压BU CEO以及二次击穿功率P S/B参量确定。
GTR反向偏置安全区由反向集电极电流I C和集电极电压U CE确定。
6、何谓GTR的二次击穿现象?
答:GTR的二次击穿现象是指GTR发生一次击穿后,集电极电流继续增加,在某电压电流点产生向低电阻抗区高速移动的富足现象,使GTR耐压降低、特性变差,甚至使集电结和发射结熔通,使GTR受到永久性损坏。
如果VCE继续增加,IC也增加,由于GTR具有负阻特性,当结温上升时,IC更大。
由于整个管芯的导电不可能绝对均匀,大的IC会产生集中热点,从而发生雪崩击穿,IC骤增。
这时候,即使降低VCE也无济于事,高速增长的热量无法散出,在很短时间内(几微秒甚至几纳秒)便使GTR被永远地烧坏。
这就是GTR的二次击穿现象
7、在GTR开关响应特性中,td、tr、ts、tf 存在原因及改善措施?
答:
td:发射结、集电结势垒电容效应,两结接近正向偏置才有Ic。
tr:继续充电,正偏程度不断增大。
ts:去除存储电荷,其减小到一定程度,Ic才开始下降。
tf:基区电荷继续抽走到体内复合时间,结由正偏变反偏,Ic迅速下降8、。