先進的高壓大功率器件——原理、特性和應用

於坤山

先進的高壓大功率器件——原理、特性和應用

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商品描述

本書共11章。第1章簡要介紹了高壓功率器件的可能應用，定義了理想功率開關的電特性，並與典型器件的電特性進行了比較。第2章和第3章分析了矽基功率晶閘管和碳化矽基功率晶閘管。第4章討論了矽門極關斷（GTO）晶閘管結構。第5章致力於分析矽基IGBT結構，以提供對比分析的標準。第6章和第7章分析了碳化矽MOSFET和碳化矽IGBT的結構。碳化矽MOSFET 和IGBT的結構設計重點在於保護柵氧化層，以防止其提前擊穿。另外，必須屏蔽基區，以避免擴展擊穿。這些器件的導通電壓降由溝道電阻和緩沖層設計所決定。第8章和第9章討論了金屬氧化物半導體控制晶閘管（MCT）結構和基極電阻控制晶閘管（BRT）結構，後者利用MOS柵控制晶閘管的導通和關斷。第10章介紹了發射極開關晶閘管（EST），該種結構也利用一種MOS柵結構來控制晶閘管的導通和關斷，並可利用IGBT加工工藝來制造。這種器件具有良好的安全工作區。本書最後一章比較了書中討論的所有高壓功率器件結構。 本書的讀者對象包括在校學生、功率器件設計制造和電力電子應用領域的工程技術人員及其他相關專業人員。本書適合高等院校相關專業用作教材或專業參考書，亦可被電力電子學界和廣大的功率器件和裝置生產企業的工程技術人員作為參考書使用。

目錄大綱

出版說明
譯者序
原書前言
第1章 引言
1.1 典型功率轉換波形
1.2 典型高壓功率器件結構
1.3 矽器件擊穿修正模型
1.4 典型高壓應用
1.4.1 變頻電動機驅動
1.4.2 高壓直流輸配電
1.5 總結
參考文獻
第2章 矽晶閘管
2.1 功率晶閘管結構和應用
2.2 5kV矽晶閘管
2.2.1 阻斷特性
2.2.2 導通特性
2.2.3 開啟
2.2.4 反向恢覆
2.2.5 小結
2.3 10kV矽晶閘管
2.3.1 阻斷特性
2.3.2 導通特性
2.3.3 開啟
2.3.4 反向恢覆
2.3.5 小結
2.4 總結
參考文獻
第3章 碳化矽晶閘管
3.1 碳化矽晶閘管結構
3.2 20kV矽基對稱阻斷晶閘管
3.2.1 阻斷特性
3.2.2 導通特性
3.3 20kV碳化矽晶閘管
3.3.1 阻斷特性
3.3.2 導通特性
3.4 結論
參考文獻
第4章 門極關斷（GTO）晶閘管
4.1 基本結構和工作原理
4.2 5kV矽GTO
4.2.1 阻斷特性
4.2.2 漏電流
4.2.3 通態電壓降
4.2.4 關斷特性
4.2.5 對壽命的依賴性
4.2.6 開關損耗
4.2.7 最大工作頻率
4.2.8 關斷增益
4.2.9 緩沖層摻雜
4.2.10 透明發射極結區
4.3 10kV矽GTO
4.3.1 阻斷特性
4.3.2 通態電壓降
4.3.3 關斷特性
4.3.4 開關損耗
4.3.5 最大工作頻率
4.3.6 關斷增益
4.4 反偏壓安全工作區
4.5 總結
參考文獻
第5章 矽絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）
5.1 基本結構和操作
5.2 5kV矽溝槽柵IGBT
5.2.1 阻斷特性
5.2.2 漏電流
5.2.3 通態電壓降
5.2.4 關斷特性
5.2.5 對壽命的依賴性
5.2.6 開關損耗
5.2.7 最大工作頻率
5.2.8 緩沖層摻雜
5.2.9 透明發射極結構
5.3 5kV矽基平面柵IGBT
5.3.1 阻斷特性
5.3.2 通態電壓降
5.3.3 關斷特性
5.3.4 對壽命的依賴性
5.3.5 開關損耗
5.3.6 最大工作頻率
5.4 10kV矽IGBT
5.4.1 阻斷特性
5.4.2 通態電壓降
5.4.3 關斷特性
5.4.4 開關損耗
5.4.5 最大工作頻率
5.5 正向偏置安全工作區
5.6 反向偏壓安全工作區
5.7 結論
參考文獻
第6章 碳化矽平面MOSFET結構
6.1 屏蔽型平面反型模式MOSFET結構
6.2 阻斷模型
6.3 柵閾值電壓
6.4 導通電阻
6.4.1 溝道電阻
6.4.2 積累區電阻
6.4.3 JFET區電阻
6.4.4 漂移區電阻
6.4.5 總導通電阻
6.5 電容
6.6 感性負載時的關斷特性
6.7 5kV反型模式MOSFET
6.7.1 阻斷特性
6.7.2 比導通電阻
6.7.3 器件電容
6.7.4 感性負載下的關斷特性
6.7.5 開關損耗
6.7.6 最大工作頻率
6.8 10kV反型模式MOSFET
6.8.1 阻斷特性
6.8.2 比導通電阻
6.8.3 感性負載下的關斷特性
6.8.4 開關損耗
6.8.5 最大工作頻率
6.9 20kV反型模式MOSFET
6.9.1 阻斷模式
6.9.2 比導通電阻
6.9.3 感性負載下的關斷特性
6.9.4 開關損耗
6.9.5 最大工作頻率
6.10 結論
參考文獻
第7章 碳化矽IGBT
7.1 N溝道非對稱結構
7.1.1 阻斷特性
7.1.2 導通電壓降
7.1.3 關斷特性
7.1.4 對壽命的依賴性
7.1.5 開關損耗
7.1.6 最大工作頻率
7.2 N溝道非對稱器件的優化
7.2.1 結構優化
7.2.2 阻斷特性
7.2.3 導通電壓降
7.2.4 關斷特性
7.2.5 對壽命的依賴性
7.2.6 開關損耗
7.2.7 最大工作頻率
7.3 P溝道非對稱結構
7.3.1 阻斷特性
7.3.2 導通電壓降
7.3.3 關斷特性
7.3.4 對壽命的依賴性
7.3.5 開關損耗
7.3.6 最大工作頻率
7.4 結論
參考文獻
第8章 矽基MCT
8.1 基本結構與工作
8.2 5kV矽MCT
8.2.1 擊穿特性
8.2.2 通態電壓降
8.2.3 關斷特性
8.2.4 對壽命的依賴性
8.2.5 開關損耗
8.2.6 最大工作頻率
8.3 10kV矽MCT
8.3.1 阻斷特性
8.3.2 通態電壓降
8.3.3 關斷特性
8.3.4 開關損耗
8.3.5 最大工作頻率
8.4 正向偏置安全工作區
8.5 反向偏置安全工作區
8.6 結論
參考文獻
第9章 矽基極電阻控制晶閘管
9.1 基本結構和工作原理
9.2 5kV矽基BRT
9.2.1 阻斷特性
9.2.2 通態電壓降
9.2.3 關斷特性
9.2.4 對壽命的依賴性
9.2.5 開關損耗
9.2.6 最大工作頻率
9.3 改進的結構和工作方式
9.3.1 阻斷特性
9.3.2 通態電壓降
9.3.3 關斷特性
9.4 10kV矽BRT
9.4.1 阻斷特性
9.4.2 通態電

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