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(已结贴)工控求职面试题擂台第三十五期—电力电子装置中的极性问题和驱动 点击:0 | 回复:27



玻璃的心

    
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发表于:2011-11-15 23:35:05
楼主
擂台一:请简要介绍电力电子器件中的单极型设备和双极型设备分别有哪几类?附有相关图形和解释的更佳!
擂台二:请简要介绍电力电子器件中的电压驱动型和电流驱动型的区别和特点?附有相关图形和解释的更佳!


工控求职面试题擂台每周一期每期两题,内容旨在服务于即将毕业的面临找工作的工控学子们,但是打擂者不限,只要求能给出完整的,尽可能的详细的答案即可,打擂者可以根据兴趣随便选择一题作答,也可两题一起做答,结果按较好题给分。本期下周结贴。奖项设置:一等奖1名:30MP,二等奖2名:20MP,三等奖3名:10MP,鼓励奖10名:30积分。

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天行健

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1楼
擂台1:

1、按可控性分类

按照器件能够被控制的程度,分为以下三类:

不可控器件(Power Diode)

       ——不能用控制信号来控制其通断, 因此也就不需要驱动电路。

半控型器件(Thyristor

        ——通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。

全控型器件(IGBT,MOSFET)

       ——通过控制信号既可控制其导通又可控制其关 断,又称自关断器件。

2、按驱动信号类型分类

   按照驱动电路信号的性质,分为两类:

电流驱动型——通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者 关断的控制。

电压驱动型——仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。

      电压驱动型器件实际上是通过加在控制端上的电压在器件的两个主电路端子之间产生可控的电场来改变流过器件的电流大小和通断状态,所以又称为场控器件(Field Controlled Device),或场效应器件.

3、按器件内部载流子参与导电情况分类

 按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类:

1)       单极型器件(Unipolar Device)——由一种载流子参与导电的器件

2)       双极型器件(Bipolar Device)——由电子和空穴两种载流子参与导电的器件

3)       复合型器件(Complex Device)——由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件

天行健

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2楼

擂台2:

电压驱动的如:场效应管,因为它的内阻很大,加电压控制时电流很小,近似为零,所以可以理解成:电压驱动;
电流驱动的如:普通的NPN、PNP型三极管,因为它的内阻较小,加电压控制时电流相对较大(一般小功率的都有100uA以上,大功率的可达20mA以上),所以可以理解成:电压驱动;

从控制原理来说:电压驱动的如:场效应管,它是通过加到G、S端的电压(微观的就是电场)来控制D、S内部通道的宽窄(即通道可变)来控制D、S两端电流;
电流驱动的如:普通的NPN、PNP型三极管,是通过加到B、E端的电流(微观的就是电子的流动)来控制C、E内部的电流流动(即通道不变)。

今生缘

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3楼

擂台一:请简要介绍电力电子器件中的单极型设备和双极型设备分别有哪几类

一、单极型晶体管
单极型晶体管也称场效应管,简称FET(Field Effect Transistor)。它是一种电压控制型器件,由输入电压产生的电场效应来控制输出电流的大小。它工作时只有一种载流子(多数载流子)参与导电,故称为单极型晶体管。

特点:
输入电阻高,可达107 ~ 1015 Ω,绝缘栅型场效应管(IGFET) 可高达 1015 Ω。
噪声低,热稳定性好,工艺简单,易集成,器件特性便于控制,功耗小,体积小,成本低。

分类:
根据材料的不同可分为结型场效应管JFET (Junction Field Effect Transistor)和绝缘栅型场效应管IGFET(Insulated Gate FET) 。

二、双极型晶体管
双极型晶体管也称晶体三极管,它是一种电流控制型器件,由输入电流控制输出电流,其本身具有电流放大作用。它工作时有电子和空穴两种载流子参与导电过程,故称为双极型三极管。

特点:
三极管可用来对微弱信号进行放大和作无触点开关。它具有结构牢固、寿命长、体积小、耗电省等一系列独特优点,故在各个领域得到广泛应用。

分类:
根据材料的不同晶体三极管可分为硅管(Si)与锗管(Ge)。
硅三极管的反向漏电流小,耐压高,温度漂移小,且能在较高的温度下工作和承受较大的功率损耗。锗三极管的增益大,频率响应好,尤其适用于低压线路。

bhdxzgp

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发表于:2011-11-16 21:25:44
4楼

擂台一:

一、单极型晶体管
单极型晶体管也称场效应管,简称FET(Field Effect Transistor)。它是一种电压控制型器件,由输入电压产生的电场效应来控制输出电流的大小。它工作时只有一种载流子(多数载流子)参与导电,故称为单极型晶体管。

特点:
输入电阻高,可达107 ~ 1015 Ω,绝缘栅型场效应管(IGFET) 可高达 1015 Ω。
噪声低,热稳定性好,工艺简单,易集成,器件特性便于控制,功耗小,体积小,成本低。

分类:
根据材料的不同可分为结型场效应管JFET (Junction Field Effect Transistor)和绝缘栅型场效应管IGFET(Insulated Gate FET) 。

二、双极型晶体管
双极型晶体管也称晶体三极管,它是一种电流控制型器件,由输入电流控制输出电流,其本身具有电流放大作用。它工作时有电子和空穴两种载流子参与导电过程,故称为双极型三极管。

特点:
三极管可用来对微弱信号进行放大和作无触点开关。它具有结构牢固、寿命长、体积小、耗电省等一系列独特优点,故在各个领域得到广泛应用。

分类:
根据材料的不同晶体三极管可分为硅管(Si)与锗管(Ge)。
硅三极管的反向漏电流小,耐压高,温度漂移小,且能在较高的温度下工作和承受较大的功率损耗。锗三极管的增益大,频率响应好,尤其适用于低压线路。

bhdxzgp

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发表于:2011-11-16 21:26:42
5楼

擂台二:

半控型器件
  晶闸管为半控型器件,承受电压和电流容量在所有器件中最高;
全控型器件
  还可以分为电压驱动型器件和电流驱动型器件,其中GTO、GTR为电流驱动型器件,IGBT、电力MOSFET为电压驱动型器件。
不可控型器件
  电力二极管为不可控器件,结构和原理简单,工作可靠;
各类优点
  IGBT优点:开关速度高,开关损耗小,具有耐脉冲电流冲击的能力,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小;缺点:开关速度低于电力MOSFET,电压,电流容量不及GTO   GTR优点:耐压高,电流大,开关特性好,通流能力强,饱和压降低;缺点:开关速度低,为电流驱动,所需驱动功率大,驱动电路复杂,存在二次击穿问题   GTO优点:电压、电流容量大,适用于大功率场合,具有电导调制效应,其通流能力很强;缺点:电流关断增益很小,关断时门极负脉冲电流大,开关速度低,驱动功率大,驱动电路复杂,开关频率低   电力MOSFET优点:开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小且驱动电路简单,工作频率高,不存在二次击穿问题;缺点:电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。   制约因素:耐压,电流容量,开关的速度。

EastW

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6楼

擂台一:请简要介绍电力电子器件中的单极型设备和双极型设备分别有哪几类?附有相关图形和解释的更佳!

单极型电力电子器件:依靠一种载流子工作(要么是空穴要么是电子):电力MOSFET

双极型电力电子器件:两种载流子参与导电:电力二极管, SCR ,GTO, GTR

随便说下IGBT属于复合型器件。

擂台二:请简要介绍电力电子器件中的电压驱动型和电流驱动型的区别和特点?附有相关图形和解释的更佳!

电压驱动型:通过电压信号来控制其导通或者关断的器件,一般是单极型器件和复合型器件:电力MOSFET、IGBT、特例:双极性器件静电感应晶闸管SITH

特点:输入阻抗高,所需驱动功率小,驱动电路简单,工作频率高。

电流驱动型:通过电流信号来控制其导通或者关断的器件,一般是双极型器件(静电感应晶闸管SITH除外):SCR, GTO, GTR。

特点:具有电导调制效应,因而通态压降低,导通损耗小,但工作频率较低,所需驱动功率大,驱动电路较复杂。

注:有些派生器件和新型器件我也不是很清楚,所以以上分类就没有列举出来了。至于附图解释,我也不知道该怎么附图、怎么解释了。

 

welfare87

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7楼

擂台二:

      所谓电压控制型,就是器件工作时其输入端几乎不需要电流,只要输入电压发生变化,就能控制输出端的变化。同理,电流控制型的输入端是需要电流的。
      之所以会这样的区别,取决于器件的工作原理和电路结构。三极管工作原理是基极电流发生变化时,集电极和发射极电流会有相应倍数的变化,这样的器件就属于电流控制型。电压控制型的典型器件是场效应管(MOS管),因其栅极与基片是绝缘的,工作时几乎不需要电流驱动,只要电压发生变化就能控制漏极、源极的电流变化。
电压控制型、电流控制型都是相对而言的。有的电流型控制器件因需要的控制电流非常小(如运放集成电路),也可以当成电压控制型器件使用和计算。

cc0000ll

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发表于:2011-12-10 20:34:20
8楼

现受大型企业委托招聘以下一级建造师挂靠

市政建造师挂靠5名,初始见证付全款,转注盖完省厅的章后一次性付清

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zhxl198808

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9楼

擂台二:请简要介绍电力电子器件中的电压驱动型和电流驱动型的区别和特点?附有相关图形和解释的更佳!

只有两个端子,器件的通和断是由其在主电路中承受的电压和电流决定的

电流驱动型--通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制

电压驱动型--仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制

电压驱动型器件实际上是通过加在控制端上的电压在器件的两个主电路端子之间产生可控的电场来改变流过器件的电流大小和通断状态,所以又称为场控器件,或场效应器件

zhxl198808

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发表于:2011-12-11 10:56:33
10楼

擂台一:请简要介绍电力电子器件中的单极型设备和双极型设备分别有哪几类?附有相关图形和解释的更佳!
 

按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类:

单极型器件、双极型器件和复合型器件

单极型器件--由一种载流子参与导电的器件

双极型器件--由电子和空穴两种载流子参与导电的器件 复合型器件--由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件

zhxl198808

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发表于:2011-12-11 10:57:06
11楼

擂台一:请简要介绍电力电子器件中的单极型设备和双极型设备分别有哪几类?附有相关图形和解释的更佳!
 

按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类:

 单极型器件、双极型器件和复合型器件

单极型器件--由一种载流子参与导电的器件

双极型器件--由电子和空穴两种载流子参与导电的器件 复合型器件--由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件

j18093520

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发表于:2011-12-11 19:43:12
12楼
半控型器件
  晶闸管为半控型器件,承受电压和电流容量在所有器件中最高;
全控型器件
  还可以分为电压驱动型器件和电流驱动型器件,其中GTO、GTR为电流驱动型器件,IGBT、电力MOSFET为电压驱动型器件。
不可控型器件
  电力二极管为不可控器件,结构和原理简单,工作可靠;
各类优点
  IGBT优点:开关速度高,开关损耗小,具有耐脉冲电流冲击的能力,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小;缺点:开关速度低于电力MOSFET,电压,电流容量不及GTO   GTR优点:耐压高,电流大,开关特性好,通流能力强,饱和压降低;缺点:开关速度低,为电流驱动,所需驱动功率大,驱动电路复杂,存在二次击穿问题   GTO优点:电压、电流容量大,适用于大功率场合,具有电导调制效应,其通流能力很强;缺点:电流关断增益很小,关断时门极负脉冲电流大,开关速度低,驱动功率大,驱动电路复杂,开关频率低   电力MOSFET优点:开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小且驱动电路简单,工作频率高,不存在二次击穿问题;缺点:电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。   制约因素:耐压,电流容量,开关的速度。

JJJ18201

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13楼
要学的东西还很多,路很长...........................

刘志斌

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14楼

举例说:

1、SCR晶闸管为半控器件,IGBT、MOSFET,、GTR为全控器件;

2、MOSFET是场效应管,单极性器件,电压控制型器件;GTO是PN节构成的三极管,双极性器件,电流控制型;

3、IGBT是绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,,兼有MOSFET的高输入阻抗电压控制型和GTR的双极性导通压降低两方面的优点。

 

fu4730

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15楼
1、按可控性分类

按照器件能够被控制的程度,分为以下三类:

不可控器件(Power Diode)

——不能用控制信号来控制其通断, 因此也就不需要驱动电路。

半控型器件(Thyristor)

——通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。

全控型器件(IGBT,MOSFET)

——通过控制信号既可控制其导通又可控制其关 断,又称自关断器件。

2、按驱动信号类型分类

按照驱动电路信号的性质,分为两类:

电流驱动型——通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者 关断的控制。

电压驱动型——仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。

电压驱动型器件实际上是通过加在控制端上的电压在器件的两个主电路端子之间产生可控的电场来改变流过器件的电流大小和通断状态,所以又称为场控器件(Field Controlled Device),或场效应器件.

3、按器件内部载流子参与导电情况分类

按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类:
1) 单极型器件(Unipolar Device)——由一种载流子参与导电的器件

2) 双极型器件(Bipolar Device)——由电子和空穴两种载流子参与导电的器件

3) 复合型器件(Complex Device)——由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件
举例说:

1、SCR晶闸管为半控器件,IGBT、MOSFET,、GTR为全控器件;

2、MOSFET是场效应管,单极性器件,电压控制型器件;GTO是PN节构成的三极管,双极性器件,电流控制型;

3、IGBT是绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,,兼有MOSFET的高输入阻抗电压控制型和GTR的双极性导通压降低两方面的优点

fu4730

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16楼

时空

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17楼

电力电子器件中的单极型设备和双极型设备

(1) 单极型器件
功率MOSFET
(2) 双极型器件
二极管、SCR、GTO、BJT

电力电子器件中的电压驱动型和电流驱动型的区别和特点

(1) 电流控制器件
   驱动功率大,驱动电路复杂,工作频率低。该类器件有SCR、GTO、BJT。
(2) 电压控制器件
   驱动功率小,驱动电路简单可靠,工作频率高。该类器件有功率MOSEET、IGBT。

水中鱼

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18楼

擂台一:请简要介绍电力电子器件中的单极型设备和双极型设备分别有哪几类?

  单极型器件分类:

1.       金属半导体接触

2.       结型场效应管(JFET

3.       金属半导体场效应管(肖特基栅场效应晶体管MESFET

4.       金属氧化物半导体二极管

5.       金属氧化物半导体效应管晶体管(MOSFET

 

双极型器件分类:

1.       双向交流开关二极管

2.      双极型晶体管(BJT

3.      反向阻断二端晶闸管

4.      可控硅整流器(SCR

5.      双向交流开关三极管(TRIAC)。

 

水中鱼

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19楼

擂台二:请简要介绍电力电子器件中的电压驱动型和电流驱动型的区别和特点?

区别:从控制原理来说:电压驱动的如:场效应管,它是通过加到GS的电压(微观的就是电场)来控制DS内部通道的宽窄(即通道可变)来控制DS两端电流;电流驱动的如:普通的NPNPNP型三极管,是通过加到BE端的电流(微观的就是电子的流动)来控制CE内部的电流流动(即通道不变)。

特点:电流驱动型--通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制电压驱动  型--仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制 .

        电压驱动型器件实际上是通过加在控制端上的电压在器件的两个主电路端子之间产生可控的电场来改变流过器件的电流大小和通断状态,所以又称为场控器件,或场效应器件。

下面用一个例子说明 :

VMOS组成的H桥电机正反转驱动电路图:

     双电源光电耦合上管驱动电路方案中,使用光耦的输出直接驱动MOS管,这样会使输出波形严重变形,尤其是波形的下降沿比较缓慢,这主要是由MOS管的G极和s极之间的电容引起的。输出波形为高电平时,给G和s之间的电容充电,使波形上升略缓慢;输出波形变低时,G和s之间的电容通过Rl放电,使MOS管的G极电位下降缓慢,导致了波形下降沿剧烈变形。鉴于MOS管G极和s极之间存在的电容是无法消除的,在鉴戒了单片机口线上拉驱动电路的基础上,我们改进了上述的驱动方案,改进型方案如图1所示。

     在改进方案中,光耦的输出驱动Ql,Q2组成的差动电路,再由差动电路输出驱动MOS管。由于三极管的极间电容很小,光耦的输出波形变形就很小;并且差动管的驱动能力很强,驱动MOS管时可以使信号变形很小。

   这种驱动电路仍然使用了光耦作为两路电源系统的隔离接口,由于光耦的耦合速度受到限制不可能很快,因此这种方案在PWM频率较高时,波形也会发生部分变形。频率越高变形越多,如图2为PWM频率10 k时的波形失真,图3为PWM频率20 k时的波形失真。由图可以发现,即使在20 k频率时,输出波形相比输进波形也只发生了很小失真,因此这种方案在EPS上管驱动中完全适用。

spider_man

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发表于:2012-01-03 17:34:50
20楼

擂台一:请简要介绍电力电子器件中的单极型设备和双极型设备分别有哪几类?附有相关图形和解释的更佳!


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