什麼是閘流體

將p型與n型交互疊成4層(pnpn)結構的半導體開關。在施加順向電壓的狀態下對閘極通入電流就會導通,之後即使移除閘極訊號,仍會持續導通,直到電流小於保持電流為止。用於交流的相位控制,以及高電壓、大電流的電力轉換等,也有能以閘極關斷的GTO閘流體。CMOS的閂鎖效應,就是電路中寄生形成的閘流體結構導通的現象。

日文名稱: サイリスタ

「閘流體」出現在8領域的12道練習題中(電力電子電路, 功率半導體, 可靠度等)。

這個名詞所屬的領域: 電力電子電路

練習閘流體的題目

關於閘流體的特徵,下列何者正確?

  1. A以閘極訊號導通後,會一直保持導通狀態直到流通的電流幾乎為0
  2. B可隨時以閘極訊號自由截止
  3. C是2端子元件
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正確答案:A. 以閘極訊號導通後,會一直保持導通狀態直到流通的電流幾乎為0

閘流體是PNPN四層結構的開關,當閘極輸入訊號時,PNP與NPN電晶體會互相施加正回授而導通,即使沒有閘極訊號也能保持導通(自我保持)。要使其截止,必須讓電流降到保持電流以下,在交流中則會於電流為0的瞬間自然截止。它能處理數kV、數kA,用於直流輸電與大功率整流。另外也有可由閘極截止的GTO。

在使用交流電源與閘流體的相位控制中,關於加大觸發角(控制角)α時,輸出電壓平均值之變化的說明,正確的是下列何者?

  1. A無論觸發角為何,輸出電壓的平均值都保持一定
  2. B觸發角越大,輸出電壓的平均值越大
  3. C觸發角越大,輸出電壓的平均值越小
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正確答案:C. 觸發角越大,輸出電壓的平均值越小

閘流體在施加順向電壓的狀態下,對閘極加入訊號時開始導通。相位控制是改變從電源電壓通過0到觸發為止的角度α,來調整半週中流過電流之區間的長度。α越大,導通區間越短,輸出電壓的平均值越小。這是過去用於燈泡調光器與直流電動機轉速控制等的方式。

解析中的「閘流體」

出現「閘流體」的題目(12題)

  1. 關於閘流體的特徵,下列何者正確?
  2. 在使用交流電源與閘流體的相位控制中,關於加大觸發角(控制角)α時,輸出電壓平均值之變化的說明,正確的是下列何者?
  3. 以使用閘流體的單相全波整流電路對有效值200 V的單相交流進行相位控制,供電給電阻負載。觸發角為60°時,最接近輸出電壓平均值的是下列何者?
  4. 在連接交流電源的閘流體相位控制電路中,即使不以閘極進行關斷的操作,閘流體也會關斷,其理由正確的是下列何者?
  5. 關於功率半導體的主要作用,下列何者正確?
  6. 車用IC的閂鎖效應(latch-up)試驗被要求在比室溫更嚴苛的產品最高動作溫度下進行,正確的理由是下列何者?
  7. 對FZ矽照射中子,把部分矽轉變成磷而得到均勻n型的方法是哪一種?
  8. 在p+基板上成長低濃度p型磊晶層的晶圓(p/p+磊晶晶圓),下列何者是其正確的優點?
  9. 在CMOS的井區形成中,利用高能量離子佈植使比表面更深處的雜質濃度較高的井區,稱為什麼?
  10. 下列何者是對CMOS電路閂鎖效應(latch-up)的正確說明?
  11. 在汲極附近的高電場下被加速的載子注入閘極絕緣膜,使電晶體特性劣化的現象是下列何者?
  12. 二極體、單體電晶體、功率MOSFET等,單獨擔負一項功能的半導體產品,其分類為何?

相關名詞

IGBT 閂鎖效應 CMOS 功率半導體 整流電路 有效值 電流增益(hFE) AEC-Q100 ESD(靜電放電) 氧析出物(BMD)

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