功率半导体器件

前言

第1章绪论1

11电力电子器件和电力电子学1

12功率半导体器件的定义1

13功率半导体器件的种类2

14功率整流管3

141单极型功率二极管3

142双极型功率二极管4

15功率半导体开关器件5

151晶闸管类功率半导体器件5

152双极型功率晶体管7

153功率MOSFET7

154IGBT8

16硅功率集成电路9

17碳化硅功率开关11

18功率半导体器件的发展12

181功率半导体器件的发展历程12

1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14

21功率肖特基二极管14

211功率肖特基二极管的结构14

212正向导通状态15

213反向阻断特性18

22结势垒控制肖特基（JBS）二极管20

221JBS二极管的结构20

222正向导通模型22

223反向漏电流模型30

23沟槽肖特基势垒控制肖特基（TSBS）二极管43

2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47

31PiN二极管的结构与静态特性47

311PiN二极管的结构47

312PiN二极管的反向耐压特性48

313PiN二极管通态特性49

32碳化硅PiN二极管59

33PiN二极管的动态特性60

331PiN二极管的开关特性61

332PiN二极管的动态反向特性63

34PiN二极管反向恢复过程中电流的瞬变67

35现代PiN二极管的设计70

351有轴向载流子寿命分布的二极管70

352SPEED结构72

36MPS二极管73

361MPS二极管的工作原理74

362碳化硅MPS整流器91

363反向阻断特性99

364开关特性107

参考文献109

第4章晶闸管110

41概述110

411晶闸管基本结构和基本特性110

412基本工作原理112

42晶闸管的耐压能力113

421PNPN结构的反向转折电压113

422PNPN结构的正向转折电压115

423晶闸管的高温特性117

43晶闸管最佳阻断参数的确定119

431最佳正、反向阻断参数的确定119

432λ因子设计法121

433关于阻断参数优化设计法的讨论123

434P2区相关参数的估算124

435表面耐压和表面造型126

44晶闸管的门极特性与门极参数的计算128

441晶闸管的触发方式128

442门极参数131

443门极触发电流、触发电压的计算132

444中心放大门极触发电流、电压的计算134

45晶闸管的通态特性137

451通态特征分析137

452计算晶闸管正向压降的模型138

453正向压降的计算140

46晶闸管的动态特性144

461晶闸管的导通过程与特性144

462通态电流临界上升率152

463断态电压临界上升率155

464关断特性157

47晶闸管的派生器件162

471快速晶闸管163

472双向晶闸管164

473逆导晶闸管169

474门极关断（GTO）晶闸管174

4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195

51功率MOSFET195

511功率MOSFET的结构195

512功率MOSFET的基本特性197

513VDMOSFET的导通电阻198

514VDMOSFET元胞的优化203

515VDMOSFET阻断电压影响因素分析204

516功率MOSFET的开关特性205

52绝缘栅双极型晶体管（IGBT）210

521IGBT的基本结构210

522IGBT的工作原理与输出特性212

523IGBT的阻断特性213

524IGBT的通态特性215

525IGBT的开关特性220

5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229

61典型H桥拓扑230

62低直流总线电压下的应用232

63中等直流总线电压下的应用234

64高直流总线电压下的应用235

参考文献237