功率半导体器件

本书内容包括4部分。第1部分介绍功率半导体器件的分类及发展历程，主要包括功率半导体器件这个“大家族”的主要成员及各自的特点和发展历程。第2部分介绍功率二极管，在传统的功率二极管（肖特基二极管和PiN二极管）的基础上，增加了JBS二极管和MPS二极管等新型单、双极型二极管的内容。第3部分介绍功率开关器件，主要分为传统开关器件和现代开关器件，传统开关器件以晶闸管为主，在此基础上，介绍以GTO晶闸管为主的派生器件；现代功率开关器件以功率MOSFET和IGBT为主。第4部分为功率半导体器件应用综述，以脉冲宽度调制（PWM）为例说明如何根据器件的额定电压和电路的开关频率选择适合应用的最佳器件。本书适合电子科学、电力电子及电气传动、半导体及集成电路等专业技术人员参考，也可作为相关专业本科生及研究生教材。本书配有教学视频（扫描书中二维码直接观看）及电子课件等教学资源，需要配套资源的教师可登录机械工业出版社教育服务网www.cmpedu.com免费注册后下载。

前言第1章绪论111电力电子器件和电力电子学112功率半导体器件的定义113功率半导体器件的种类214功率整流管3141单极型功率二极管3142双极型功率二极管415功率半导体开关器件5151晶闸管类功率半导体器件5152双极型功率晶体管7153功率MOSFET7154IGBT816硅功率集成电路917碳化硅功率开关1118功率半导体器件的发展12181功率半导体器件的发展历程12182功率半导体器件的发展趋势12参考文献13第2章单极型功率二极管1421功率肖特基二极管14211功率肖特基二极管的结构14212正向导通状态15213反向阻断特性1822结势垒控制肖特基（JBS）二极管20221JBS二极管的结构20222正向导通模型22223反向漏电流模型3023沟槽肖特基势垒控制肖特基（TSBS）二极管4324沟槽MOS势垒控制肖特基（TMBS）二极管44参考文献46第3章双极型功率二极管4731PiN二极管的结构与静态特性47311PiN二极管的结构47312PiN二极管的反向耐压特性48313PiN二极管通态特性4932碳化硅PiN二极管5933PiN二极管的动态特性60331PiN二极管的开关特性61332PiN二极管的动态反向特性6334PiN二极管反向恢复过程中电流的瞬变6735现代PiN二极管的设计70351有轴向载流子寿命分布的二极管70352SPEED结构7236MPS二极管73361MPS二极管的工作原理74362碳化硅MPS整流器91363反向阻断特性99364开关特性107参考文献109第4章晶闸管11041概述110411晶闸管基本结构和基本特性110412基本工作原理11242晶闸管的耐压能力113421PNPN结构的反向转折电压113422PNPN结构的正向转折电压115423晶闸管的高温特性11743晶闸管最佳阻断参数的确定119431最佳正、反向阻断参数的确定119432λ因子设计法121433关于阻断参数优化设计法的讨论123434P2区相关参数的估算124435表面耐压和表面造型12644晶闸管的门极特性与门极参数的计算128441晶闸管的触发方式128442门极参数131443门极触发电流、触发电压的计算132444中心放大门极触发电流、电压的计算13445晶闸管的通态特性137451通态特征分析137452计算晶闸管正向压降的模型138453正向压降的计算14046晶闸管的动态特性144461晶闸管的导通过程与特性144462通态电流临界上升率152463断态电压临界上升率155464关断特性15747晶闸管的派生器件162471快速晶闸管163472双向晶闸管164473逆导晶闸管169474门极关断（GTO）晶闸管174475门极换流晶闸管193参考文献194第5章现代功率半导体器件19551功率MOSFET195511功率MOSFET的结构195512功率MOSFET的基本特性197513VDMOSFET的导通电阻198514VDMOSFET元胞的优化203515VDMOSFET阻断电压影响因素分析204516功率MOSFET的开关特性20552绝缘栅双极型晶体管（IGBT）210521IGBT的基本结构210522IGBT的工作原理与输出特性212523IGBT的阻断特性213524IGBT的通态特性215525IGBT的开关特性220526擎住效应226参考文献228第6章功率半导体器件应用综述22961典型H桥拓扑23062低直流总线电压下的应用23263中等直流总线电压下的应用23464高直流总线电压下的应用235参考文献237