【習(xí)題】3-2 絕緣柵雙極型晶體管檢測(cè)

《新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修》習(xí)題（教師版）項(xiàng)目三新能源汽車電機(jī)控制器檢修任務(wù)二絕緣柵雙極型晶體管檢測(cè)一、填空題（2分/空，共36分）1.IGBT兼有MOSFET（金氧半場(chǎng)效晶體管）的高輸入阻抗和GTR（電力晶體管）的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。2.MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小；GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大。3.IGBT的主要功能是控制交流電和直流電的轉(zhuǎn)換，同時(shí)承擔(dān)電壓的高低轉(zhuǎn)換功能，還能將電動(dòng)機(jī)回收的交流電流轉(zhuǎn)換成可供蓄電池充電的電流。4.簡(jiǎn)單來講，IGBT可被視為“非通即斷”的開關(guān)，導(dǎo)通時(shí)可被看做導(dǎo)線，斷開時(shí)可以充當(dāng)開路。5.電力電子設(shè)備中主要采用N-IGBT。6.20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種電壓控制型雙極型復(fù)合器件，是一種由MOS和BJT組合成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，被認(rèn)為是電動(dòng)汽車的核心技術(shù)之一。7.作為MOSFET和GTR兩種器件優(yōu)點(diǎn)的“集大成者”，IGBT的驅(qū)動(dòng)功率小且飽和壓降低。8.在20世紀(jì)50年代，固態(tài)電子器件開始出現(xiàn)并逐漸替代真空管。9.在電子裝置中，功率半導(dǎo)體IGBT是電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，它主要用來改變電子裝置中的電壓、頻率和直流交流轉(zhuǎn)換，以提高能量的轉(zhuǎn)化效率。10.目前，IGBT是新一代功率半導(dǎo)體器件的中流砥柱，被業(yè)內(nèi)視為電力電子技術(shù)第三次革命中最具代表性的產(chǎn)品。二、單選題（4分/題，共20分）1.具有驅(qū)動(dòng)功率小且飽和壓降低，開關(guān)速度快且開關(guān)損耗小，在高壓、大電流和高速等方面具備其他功率器件不可比擬的優(yōu)勢(shì)的是（B）。A.MOSFETB.IGBTC.GTRD.MOSFET和GTR2.作為電力電子重要大功率主流器件之一，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家用電器、交通運(yùn)輸、電力工程、可再生能源和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的是（B）。A.MOSFETB.IGBTC.GTRD.MOSFET和GTR3.電動(dòng)汽車發(fā)展的轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在(A)。A.功率器件的革新B.芯片的革新C.半導(dǎo)體的革新D.功率半導(dǎo)體革新4.有關(guān)信息顯示，在新能源汽車中，IGBT模塊約占整車成本的(D)。A.15%～20%B.10%～20%C.7%～15%D.7%～10%5.MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但(B)。A.開關(guān)速度快且開關(guān)損耗小B.導(dǎo)通壓降大，載流密度小C.飽和壓降低，載流密度大D.驅(qū)動(dòng)電流較大三、判斷題（4分/題，共24分）1.IGBT非常適合應(yīng)用于直流電壓為500V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。（×）2.新能源汽車對(duì)IGBT芯片的需求非常龐大。（√）3.GTR的驅(qū)動(dòng)功率小且飽和壓降低，開關(guān)速度快且開關(guān)損耗小，在高壓、大電流和高速等方面具備其他功率器件不可比擬的優(yōu)勢(shì)。（×）4.功率半導(dǎo)體器件是電流的開關(guān)，在關(guān)斷的時(shí)候，能夠保證漏電流和殘余電流很小，且耐受電壓很高。（√）5.功率器件的發(fā)展也為電動(dòng)汽車的研發(fā)帶來了更多的選擇。（√）6.IGBT的高功率密度、電壓驅(qū)動(dòng)和寬安全工作區(qū)特性使得其成為低功率、中低頻率電力電子設(shè)備的首選。（×）四、簡(jiǎn)答題（4分/題，共20分）1.想一想，您知道IGBT的主要功能有哪些嗎？請(qǐng)您簡(jiǎn)要介紹。參考答案：IGBT的主要功能是控制交流電和直流電的轉(zhuǎn)換，同時(shí)承擔(dān)電壓的高低轉(zhuǎn)換功能，還能將電動(dòng)機(jī)回收的交流電流轉(zhuǎn)換成可供蓄電池充電的電流。簡(jiǎn)單來講，IGBT可被視為“非通即斷”的開關(guān)，導(dǎo)通時(shí)可被看做導(dǎo)線，斷開時(shí)可以充當(dāng)開路。對(duì)此，比亞迪功率器件產(chǎn)品總監(jiān)楊欽耀的解釋是：“功率半導(dǎo)體器件是電流的開關(guān)，在關(guān)斷的時(shí)候，能夠保證漏電流和殘余電流很小，且耐受電壓很高。在開通的時(shí)候，功率半導(dǎo)體器件能夠保證電阻小、電流大，并且開關(guān)的時(shí)間很短?！?.您知道什么是IGBT嗎？請(qǐng)您簡(jiǎn)要說說它的的概念。參考答案：IGBT即絕緣柵雙極型晶體管，是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種電壓控制型雙極型復(fù)合器件，是一種由MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）和BJT（雙極型三極管）組合成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，被認(rèn)為是電動(dòng)汽車的核心技術(shù)之一。3.根據(jù)您對(duì)IGBT的了解，您知道IGBT的優(yōu)點(diǎn)有哪些呢？請(qǐng)簡(jiǎn)要列舉出來。參考答案：IGBT兼有MOSFET（金氧半場(chǎng)效晶體管）的高輸入阻抗和GTR（電力晶體管）的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度?。籊TR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大。作為MOSFET和GTR兩種器件優(yōu)點(diǎn)的“集大成者”，IGBT的驅(qū)動(dòng)功率小且飽和壓降低，開關(guān)速度快且開關(guān)損耗小，在高壓、大電流和高速等方面具備其他功率器件不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，IGBT非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。4.請(qǐng)思考，您對(duì)功率半導(dǎo)體IGBT在電子裝置中的應(yīng)用了解嗎？說一說您的理解。參考答案：在電子裝置中，功率半導(dǎo)體IGBT是電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，它主要用來改變電子裝置中的電壓、頻率和直流交流轉(zhuǎn)換，以提高能量的轉(zhuǎn)化效率。對(duì)比各個(gè)種類和批次的功率半導(dǎo)體，IGBT是其中最具代表性的產(chǎn)品。從功率半導(dǎo)體的演進(jìn)歷程來看，IGBT也是當(dāng)之無愧的新一代功率半導(dǎo)體。21世紀(jì)以來，隨著市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)，IGBT工藝也在不斷改進(jìn)。目前，IGBT是新一代功率半導(dǎo)體器件的中流砥柱，被業(yè)內(nèi)視為電力電子技術(shù)第三次革命中最具代表性的產(chǎn)品。5.在新能源汽車中，您知道IGBT的應(yīng)用情況嗎？請(qǐng)說說您對(duì)它的了解。參考答案：IGBT在新能源汽車中的應(yīng)用較為普遍。在電動(dòng)汽車的“三電”方面，特斯拉的ModelS使用的是三相異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)。其中，每一相的驅(qū)動(dòng)控制需要28顆塑封的IGBT芯片，三相共需要84顆IGBT芯片。由此可見，新能源汽車對(duì)IGBT芯片的需求非常龐大。此外，充電樁的核心部件也離不開IGBT芯片。有關(guān)信息顯示，在新能源汽車中，IGBT模塊約占整車成本的7%～10%，是除電池之外所占成本第二高的元件，決定了整車的