先进的高压大功率器件

译者序

原书前言

参考文献

第1章 引言

1.1 典型功率转换波形

1.2 典型高压功率器件结构

1.3 硅器件击穿修正模型

1.4 典型高压应用

1.4.1 变频电动机驱动

1.4.2 高压直流输配电

1.5 总结

参考文献

第2章 硅晶闸管

2.1 功率晶闸管结构和应用

2.2 5kV硅晶闸管

2.2.1 阻断特性

2.2.2 导通特性

2.2.3 开启

2.2.4 反向恢复

2.2.5 小结

2.3 10kV硅晶闸管

2.3.1 阻断特性

2.3.2 导通特性

2.3.3 开启

2.3.4 反向恢复

2.3.5 小结

2.4 总结

参考文献

第3章 碳化硅晶闸管

3.1 碳化硅晶闸管结构

3.2 20kV硅基对称阻断晶闸管

3.2.1 阻断特性

3.2.2 导通特性

3.3 20kV碳化硅晶闸管

3.3.1 阻断特性

3.3.2 导通特性

3.4 结论

参考文献

第4章 门极关断（GTO）晶闸管

4.1 基本结构和工作原理

4.2 5kV硅GTO

4.2.1 阻断特性

4.2.2 漏电流

4.2.3 通态电压降

4.2.4 关断特性

4.2.5 对寿命的依赖性

4.2.6 开关损耗

4.2.7 最大工作频率

4.2.8 关断增益

4.2.9 缓冲层掺杂

4.2.10 透明发射极结区

4.3 10kV硅GTO

4.3.1 阻断特性

4.3.2 通态电压降

4.3.3 关断特性

4.3.4 开关损耗

4.3.5 最大工作频率

4.3.6 关断增益

4.4 反偏压安全工作区

4.5 总结

参考文献

第5章 硅绝缘栅双极型晶体管(IGBT)

5.1 基本结构和操作

5.2 5kV硅沟槽栅IGBT

5.2.1 阻断特性

5.2.2 漏电流

5.2.3 通态电压降

5.2.4 关断特性

5.2.5 对寿命的依赖性

5.2.6 开关损耗

5.2.7 最大工作频率

5.2.8 缓冲层掺杂

5.2.9 透明发射极结构

5.3 5kV硅基平面栅IGBT

5.3.1 阻断特性

5.3.2 通态电压降

5.3.3 关断特性

5.3.4 对寿命的依赖性

5.3.5 开关损耗

5.3.6 最大工作频率

5.4 10kV硅IGBT

5.4.1 阻断特性

5.4.2 通态电压降

5.4.3 关断特性

5.4.4 开关损耗

5.4.5 最大工作频率

5.5 正向偏置安全工作区

5.6 反向偏压安全工作区

5.7 结论

参考文献

第6章 碳化硅平面MOSFET结构

6.1 屏蔽型平面反型模式MOSFET结构

6.2 阻断模型

6.3 栅阈值电压

6.4 导通电阻

6.4.1 沟道电阻

6.4.2 积累区电阻

6.4.3 JFET区电阻

6.4.4 漂移区电阻

6.4.5 总导通电阻

6.5 电容

6.6 感性负载时的关断特性

6.7 5kV反型模式MOSFET

6.7.1 阻断特性

6.7.2 比导通电阻

6.7.3 器件电容

6.7.4 感性负载下的关断特性

6.7.5 开关损耗

6.7.6 最大工作频率

6.8 10kV反型模式MOSFET

6.8.1 阻断特性

6.8.2 比导通电阻

6.8.3 感性负载下的关断特性

6.8.4 开关损耗

6.8.5 最大工作频率

6.9 20kV反型模式MOSFET

6.9.1 阻断模式

6.9.2 比导通电阻

6.9.3 感性负载下的关断特性

6.9.4 开关损耗

6.9.5 最大工作频率

6.10 结论

参考文献

第7章 碳化硅IGBT

7.1 N沟道非对称结构

7.1.1 阻断特性

7.1.2 导通电压降

7.1.3 关断特性

7.1.4 对寿命的依赖性

7.1.5 开关损耗

7.1.6 最大工作频率

7.2 N沟道非对称器件的优化

7.2.1 结构优化

7.2.2 阻断特性

7.2.3 导通电压降

7.2.4 关断特性

7.2.5 对寿命的依赖性

7.2.6 开关损耗

7.2.7 最大工作频率

7.3 P沟道非对称结构

7.3.1 阻断特性

7.3.2 导通电压降

7.3.3 关断特性

7.3.4 对寿命的依赖性

7.3.5 开关损耗

7.3.6 最大工作频率

7.4 结论

参考文献

第8章 硅基MCT

8.1 基本结构与工作

8.2 5kV硅MCT

8.2.1 击穿特性

8.2.2 通态电压降

8.2.3 关断特性

8.2.4 对寿命的依赖性

8.2.5 开关损耗

8.2.6 最大工作频率

8.3 10kV硅MCT

8.3.1 阻断特性

8.3.2 通态电压降

8.3.3 关断特性

8.3.4 开关损耗

8.3.5 最大工作频率

8.4 正向偏置安全工作区

8.5 反向偏置安全工作区

8.6 结论

参考文献

第9章 硅基极电阻控制晶闸管

9.1 基本结构和工作原理

9.2 5kV硅基BRT

9.2.1 阻断特性

9.2.2 通态电压降

9.2.3 关断特性

9.2.4 对寿命的依赖性

9.2.5 开关损耗

9.2.6 最大工作频率

9.3 改进的结构和工作方式

9.3.1 阻断特性

9.3.2 通态电压降

9.3.3 关断特性

9.4 10kV硅BRT

9.4.1 阻断特性

9.4.2 通态电压降

9.4.3 关断特性

9.4.4 开关损耗

9.4.5 最大工作频率

9.5 正向偏置安全工作区

9.6 反向偏置安全工作区

9.7 总结

参考文献

第10章 硅发射极开关晶闸管

10.1 基本结构与工作特性

10.2 5kV硅SC-EST

10.2.1 阻断特性

10.2.2 通态电压降

10.2.3 关断特性

10.2.4 对寿命的依赖性

10.2.5 开关损耗

10.2.6 最大工作频率

10.2.7 正向偏压安全工作区

10.3 5kV硅DC-EST

10.3.1 阻断特性

10.3.2 通态电压降

10.3.3 关断特性

10.3.4 对寿命的依赖性

10.3.5 开关损耗

10.3.6 最大工作频率

10.3.7 正向偏压安全工作区

10.4 10kV硅EST

10.4.1 阻断特性

10.4.2 通态电压降

10.4.3 关断特性

10.4.4 开关损耗

10.4.5 最大工作频率

10.5 反向偏压安全工作区

10.6 结论

参考文献

第11章 总述

11.1 5kV器件

11.1.1 导通电压降

11.1.2 功率损耗折中曲线

11.1.3 正向偏置安全工作区

11.1.4 反向偏置安全工作区

11.2 10kV器件

11.2.1 导通电压降

11.2.2 关断损耗

11.2.3 最大工作频率

11.3 结论

参考文献

作者简介

《国际电气工程先进技术译丛·先进的高压大功率器件：原理、特性和应用》共11章。第1章简要介绍了高电压功率器件的可能应用，定义了理想功率开关的电特性，并与典型器件的电特性进行了比较。第2章和第3章分析了硅基功率晶闸管和碳化硅基功率晶闸管。第4章讨论了硅门极关断（GTO）晶闸管结构。第5章致力于分析硅基IGBT结构，以提供对比分析的标准。第6章和第7章分析了碳化硅MOSFET和碳化硅IGBT的结构。碳化硅MOSFET 和IGBT的结构设计重点在于保护栅氧化层，以防止其提前击穿。另外，必须屏蔽基区，以避免扩展击穿。这些器件的导通电压降由沟道电阻和缓冲层设计所决定。第8章和第9章讨论了金属氧化物半导体控制晶闸管（MCT）结构和基极电阻控制晶闸管（BRT）结构，后者利用MOS栅控制晶闸管的导通和关断。第10章介绍了发射极开关晶闸管（EST），该种结构也利用一种MOS栅结构来控制晶闸管的导通与关断，并可利用IGBT加工工艺来制造。这种器件具有良好的安全工作区。本书最后一章比较了书中讨论的所有高压功率器件结构。
　　本书的读者对象包括在校学生、功率器件设计制造和电力电子应用领域的工程技术人员及其他相关专业人员。《国际电气工程先进技术译丛·先进的高压大功率器件：原理、特性和应用》适合高等院校有关专业用作教材或专业参考书，亦可被电力电子学界和广大的功率器件和装置生产企业的工程技术人员作为参考书之用。