功率半导体器件:原理、特性和可靠性:physics, characteristics, reliability
本书特色
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本书介绍了功率半导体器件的原理、结构、特性和可靠性技术，器件部分涵盖了当前电力电子技术中使用的各种类型功率半导体器件，包括二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT和功率集成器件等。此外，还包含了制造工艺、测试技术和损坏机理分析。就其内容的全面性和结构的完整性来说，在同类专业书籍中是不多见的。
本书内容新颖，紧跟时代发展，除了介绍经典的功率二极管、晶闸管外，还重点介绍了MOSFET、IGBT等现代功率器件，颇为难得的是收入了近年来有关功率半导体器件的*新成果，如SiC，GaN器件，以及场控宽禁带器件等。本书是一本精心编著、并根据作者多年教学经验和工程实践不断补充更新的好书，相信它的翻译出版必将有助于我国电力电子事业的发展。
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。本书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。
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目录
目录译者的话原书第2版序言原书第1版序言常用符号第1章功率半导体器件——高效电能变换装置中的关键器件11��1装置、电力变流器和功率半导体器件11��1��1电力变流器的基本原理21��1��2电力变流器的类型和功率器件的选择31��2使用和选择功率半导体61��3功率半导体的应用81��4用于碳减排的电力电子设备11参考文献14第2章半导体的性质172��1引言172��2晶体结构192��3禁带和本征浓度212��4能带结构和载流子的粒子性质242��5掺杂的半导体282��6电流的输运362��6��1载流子的迁移率和场电流362��6��2强电场下的漂移速度422��6��3载流子的扩散，电流输运方程式和爱因斯坦关系式432��7复合�膊�生和非平衡载流子的寿命452��7��1本征复合机理472��7��2包含金、铂和辐射缺陷的复合中心上的复合482��8碰撞电离642��9半导体器件的基本公式702��10简单的结论732��10��1少数载流子浓度的时间和空间衰减732��10��2电荷密度的时间和空间衰减74参考文献75第3章pn结803��1热平衡状态下的pn结803��1��1突变结823��1��2缓变结873��2pn结的I�睼特性903��3pn结的阻断特性和击穿973��3��1阻断电流973��3��2雪崩倍增和击穿电压1003��3��3宽禁带半导体的阻断能力1083��4发射区的注入效率1093��5pn结的电容115参考文献117功率半导体器件——原理、特性和可靠性（原书第2版）目录第4章功率器件工艺的介绍1194��1晶体生长1194��2通过中子嬗变来调节晶片的掺杂1204��3外延生长1224��4扩散1244��4��1扩散理论，杂质分布1244��4��2掺杂物的扩散系数和溶解度1304��4��3高浓度效应，扩散机制1324��5离子注入1344��6氧化和掩蔽1384��7边缘终端1404��7��1斜面终端结构1404��7��2平面结终端结构1424��7��3双向阻断器件的结终端1434��8钝化1444��9复合中心1454��9��1用金和铂作为复合中心1454��9��2辐射引入的复合中心1474��9��3Pt和Pd的辐射增强扩散1494��10辐射引入杂质1504��11GaN器件工艺的若干问题151参考文献155第5章pin二极管1605��1pin二极管的结构1605��2pin二极管的I�睼特性1615��3pin二极管的设计和阻断电压1625��4正向导通特性1675��4��1载流子的分布1675��4��2结电压1695��4��3中间区域两端之间的电压降1705��4��4在霍尔近似中的电压降1715��4��5发射极复合、有效载流子寿命和正向特性1735��4��6正向特性和温度的关系1795��5储存电荷和正向电压之间的关系1805��6功率二极管的开通特性1815��7功率二极管的反向恢复1835��7��1定义1835��7��2与反向恢复有关的功率损耗1895��7��3反向恢复：二极管中电荷的动态1925��7��4具有*佳反向恢复特性的快速二极管1995��7��5MOS控制二极管2085��8展望213参考文献214第6章肖特基二极管2166��1金属�舶氲继褰岬哪艽�图2166��2肖特基结的I�睼特性2176��3肖特基二极管的结构2196��4单极型器件的欧姆电压降2206��4��1额定电压为200V和100V的硅肖特基二极管与pin二极管的比较2226��5SiC肖特基二极管2236��5��1SiC单极二极管特性2236��5��2组合pin肖特基二极管2266��5��3SiC肖特基和MPS二极管的开关特性和耐用性230参考文献232第7章双极型晶体管2347��1双极型晶体管的工作原理2347��2功率双极型晶体管的结构2357��3功率晶体管的I�睼特性2367��4双极型晶体管的阻断特性2377��5双极型晶体管的电流增益2397��6基区展宽、电场再分布和二次击穿2437��7硅双极型晶体管的局限性2457��8SiC双极型晶体管245参考文献246第8章晶闸管2488��1结构与功能模型2488��2晶闸管的I�睼特性2518��3晶闸管的阻断特性2528��4发射极短路点的作用2538��5晶闸管的触发方式2548��6触发前沿扩展2558��7随动触发与放大门极2568��8晶闸管关断和恢复时间2588��9双向晶闸管2608��10门极关断晶闸管2618��11门极换流晶闸管265参考文献268第9章MOS晶体管及场控宽禁带器件2709��1MOSFET的基本工作原理2709��2功率MOSFET的结构2719��3MOS晶体管的I�睼特性2729��4MOSFET沟道的特性2739��5欧姆区域2769��6现代MOSFET的补偿结构2779��7MOSFET特性的温度依赖性2819��8MOSFET的开关特性2829��9MOSFET的开关损耗2869��10MOSFET的安全工作区2879��11MOSFET的反并联二极管2889��12SiC场效应器件2929��12��1SiC JFET2929��12��2SiC MOSFET2949��12��3SiC MOSFET体二极管2969��13GaN横向功率晶体管2979��14GaN纵向功率晶体管3029��15展望303参考文献303第10章IGBT30710��1功能模式30710��2IGBT的I�睼特性30910��3IGBT的开关特性31010��4基本类型：PT�睮GBT和NPT�睮GBT31210��5IGBT中的等离子体分布31510��6提高载流子浓度的现代IGBT31710��6��1高n发射极注入比的等离子增强31710��6��2无闩锁元胞几何图形32010��6��3“空穴势垒”效应32110��6��4集电极端的缓冲层32210��7具有双向阻断能力的IGBT32410��8逆导型IGBT32510��9IGBT的潜力329参考文献332第11章功率器件的封装33511��1封装技术面临的挑战33511��2封装类型33611��2��1饼形封装33811��2��2TO系列及其派生33911��2��3模块34211��3材料的物理特性34711��4热仿真和热等效电路34911��4��1热参数与电参数间的转换34911��4��2一维等效网络35411��4��3三维热网络35611��4��4瞬态热阻35711��5功率模块内的寄生电学元件359目录ⅩⅦⅩⅧ功率半导体器件——原理、特性和可靠性（原书第2版）11��5��1寄生电阻35911��5��2寄生电感36211��5��3寄生电容36511��6先进的封装技术36711��6��1银烧结技术36811��6��2扩散钎焊37011��6��3芯片顶部接触的先进技术37111��6��4改进后的衬底37511��6��5先进的封装理念376参考文献379第12章可靠性和可靠性试验38312��1提高可靠性的要求38312��2高温反向偏置试验38512��3高温栅极应力试验38812��4温度湿度偏置试验39012��5高温和低温存储试验39212��6温度循环和温度冲击试验39312��7功率循环试验39512��7��1功率循环试验的实施39512��7��2功率循环诱发的失效机理40012��7��3寿命预测模型40712��7��4失效模式的离析41012��7��5功率循环的任务配置和叠加41412��7��6TO封装模块的功率循环能力41712��7��7SiC器件的功率循环41812��8宇宙射线失效42212��8��1盐矿试验42212��8��2宇宙射线的由来42312��8��3宇宙射线失效模式42612��8��4基本的失效机理模型42712��8��5基本的设计规则42912��8��6考虑nn 结后的扩展模型43212��8��7扩展模型设计的新进展43512��8��8SiC器件的宇宙射线稳定性43712��9可靠性试验结果的统计评估44012��10可靠性试验的展望449参考文献450第13章功率器件的损坏机理45613��1热击穿——温度过高引起的失效45613��2浪涌电流45813��3过电压——电压高于阻断能力46113��4动态雪崩46613��4��1双极型器件中的动态雪崩46613��4��2快速二极管中的动态雪崩46713��4��3具有高动态雪崩能力的二极管结构47513��4��4IGBT关断过程中的过电流和动态雪崩47913��5超出GTO的*大关断电流48113��6IGBT的短路和过电流48213��6��1短路类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ48213��6��2短路的热、电应力48613��6��3短路时的电流丝49113��7IGBT电路失效分析494参考文献496第14章功率器件的感应振荡和电磁干扰50014��1电磁干扰的频率范围50014��2LC振荡50214��2��1并联IGBT的关断振荡50214��2��2阶跃二极管的关断振荡50414��2��3宽禁带器件的关断振荡50614��3渡越时间振荡50814��3��1等离子体抽取渡越时间振荡50914��3��2动态碰撞电离渡越时间振荡51514��3��3动态雪崩振荡51914��3��4传输时间振荡的总结521参考文献522第15章集成电力电子系统52415��1定义和基本特征52415��2单片集成系统——功率IC52615��3GaN单片集成系统52915��4印制电路板上的系统集成53115��5混合集成533参考文献539附录ASi与4H�睸iC中载流子迁移率的建模参数541附录B复合中心及相关参数543附录C雪崩倍增因子与有效电离率548附录D封装技术中重要材料的热参数552附录E封装技术中重要材料的电参数553
封面
书名:功率半导体器件:原理、特性和可靠性:physics, characteristics, reliability
作者:(德)约瑟夫·卢茨(Joself Lut
页数:18,554页
定价:¥150.0
出版社:机械工业出版社
出版日期:2020-01-01
ISBN:9787111640295
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