功率半导体器件与应用

译者序

原书前言

第1章半导体物理基础

1.1硅的结构和特性

1.2电荷迁移

1.3载流子注入

1.4电荷载流子的激发和复合

1.5连续性方程

1.6泊松方程

1.7强场效应

第2章pn结

2.1pn结的内建电压

2.2耗尽层(空间电荷区)

2.3pn结的伏安特性

2.4射极效率

2.5实际的pn结

第3章pin二极管

3.1高压二极管的基本结构

3.2pin二极管的导通状态

3.3pin二极管的动态工况

3.4二极管反向恢复的瞬变过程

3.5二极管工作条件的限制

3.6现代pin二极管的设计

第4章双极型晶体管

4.1双极型晶体管的结构

4.2双极型晶体管的电流增益

4.3双极型晶体管的电流击穿

4.4正向导通压降

4.5基极推出(“柯克”效应)

4.6二次击穿

第5章晶闸管

5.1晶闸管的结构和工作原理

5.2触发条件

5.3静态伏安特性

5.4正向阻断模式和亚稳态区域

5.5晶闸管擎住状态

5.6反向阻断状态下的晶闸管

5.7开通特性

5.8关断特性

第6章门极关断(GTO)晶闸管与门极换流晶闸管(GCT)/集成门极换流晶闸管(IGCT)

6.1GTO晶闸管

6.2GCT

第7章功率MOSFET

7.1场效应晶体管基本理论

7.2场效应晶体管的I(V)特性

7.3功率场效应晶体管的结构

7.4功率场效应晶体管的开关特性

7.5雪崩效应

7.6源极-漏极二极管(体二极管)

第8章IGBT

8.1IGBT的结构和工作原理

8.2IGBT的I(V)特性

8.3IGBT的开关特性

8.4短路特性

8.5IGBT的强度

8.6IGBT损耗的折衷方案

附录

附录A符号表

附录B常数

附录C单位

附录D单位词头(十进倍数和分数单位词头)

附录E书写约定

附录F电气工程中的电路图形符号

附录G300K时的物质特性

附录H缩略语

参考文献

　　本书给出了功率半导体器件与应用的一个完整介绍，这类常见的器件在工业技术和日常生活中起着越来越重要的作用。在细致介绍了半导体物理基础和Pn结后，书中具体讨论了最常用的功率器件(包括in二极管、晶闸管、门极关断晶闸管、门极换流晶闸管、功率场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管)：书中既讲解了器件在宽范围工作条件下的具体特性，也描述了器件在电力电于应用中相对的优，缺点。针对一个目标应用选择合适的功率半导体器件往往是一项细致的任务。本书提供了一个客观的基础，由此可以作出保证高性能、高可靠，性和低成本的决定。本书作者是该领域公认的专家之一，该书包含的内容既可以用于大学本科生和研究生的课程教学，也可以对专业电气工程师深入了解功率半导体器件有所帮助。　　功率半导体器件又被称为电力电子器件，是电力电子技术的基础，也是构成电力电子变换装置的核心器件。本书基于前两章的半导体物理基础，详细介绍了目前最主要的几类功率半导体器件，包括pin二极管、晶闸管、门极关断晶闸管、门极换流晶闸管、功率场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管。作为基础内容，书中详细描述了上述器件的工作原理和特性。同时，作为长期从事新型功率半导体器件研发的资深专家，作者还给出了上述各类器件在不同工作条件下的比较分析，力图全面反映功率半导体器件的应用现状和发展趋势。　　本书既可以作为电气工程专业、自动化专业本科生和研究生的教学用书，也可作为电力电子领域工程技术人员的参考用书。【作者简介】　　斯提万.林德，1965年出生于瑞士日内瓦，1990年在瑞士联邦工学院（EHT）完成了电气工程的本科教育。他在美国工作一段时间后，于1991年回到瑞士苏黎世，在联邦工学院开始作为研究生从事的研究工作。他在1996年获得博士学位后不久，加入YABB公司，成为功率半导体事业部的研发工程师。在ABB公司，他主要负责集成门极换流晶痼管（IGCT）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的设计和开发工作。从2000年1月开始，林德博士开始担任ABB公司研发副总裁。