《功率半導(dǎo)體器件與應(yīng)用》是ABB公司研發(fā)副總裁、國(guó)際知名的電力電子專家斯蒂芬林德(Stefan Linder)博士的心血力作,由國(guó)內(nèi)清華大學(xué)肖曦教授組織翻譯,內(nèi)容經(jīng)典實(shí)用,值得每位從事電力電子研發(fā)設(shè)計(jì)人員深讀細(xì)讀!
功率半導(dǎo)體器件又被稱為電力電子器件,是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ),也是構(gòu)成電力電子變換裝置的核心器件?!豆β拾雽?dǎo)體器件與應(yīng)用》基于前兩章的半導(dǎo)體物理基礎(chǔ),詳細(xì)介紹了目前主要的幾類功率半導(dǎo)體器件,包括pin二極管、晶閘管、門極關(guān)斷晶閘管、門極換流晶閘管、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和絕緣柵雙極型晶體管。作為基礎(chǔ)內(nèi)容,《功率半導(dǎo)體器件與應(yīng)用》詳細(xì)描述了上述器件的工作原理和特性。同時(shí),作為長(zhǎng)期從事新型功率半導(dǎo)體器件研發(fā)的國(guó)際知名專家,作者斯蒂芬林德(Stefan Linder)還給出了上述各類器件在不同工作條件下的比較分析,力圖全面反映功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)?!豆β拾雽?dǎo)體器件與應(yīng)用》既可以作為電氣工程專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)本科生和研究生的教學(xué)用書,也可作為電力電子領(lǐng)域工程技術(shù)人員的參考用書。
Stefan Linder,1965年出生于瑞士日內(nèi)瓦,1990年在瑞士聯(lián)邦工學(xué)院(EHT)完成了電氣工程的本科教育。他在美國(guó)工作一段時(shí)間后,于1991年回到瑞士蘇黎世,在聯(lián)邦工學(xué)院開始從事研究生的研究工作。他在1996年獲得博士學(xué)位后不久加入了ABB公司,成為功率半導(dǎo)體事業(yè)部的研發(fā)工程師。在ABB公司,他主要負(fù)責(zé)門極換流晶閘管(IGCT)和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的設(shè)計(jì)和開發(fā)工作。從2000年1月開始,林德博士開始擔(dān)任ABB公司研究開發(fā)副總裁。
肖曦,男,1973年5月生。1990年由國(guó)家教委公派至前蘇聯(lián)加里寧工學(xué)院學(xué)習(xí),分別于1995、1997、2000年獲學(xué)士、碩士、博士學(xué)位,2001年回國(guó)進(jìn)入清華大學(xué)電機(jī)系博士后流動(dòng)站工作,2003年出站留校工作至今,其間于2004年由科技部資助赴法國(guó)圖盧茲理工大學(xué)進(jìn)行合作研究。現(xiàn)任清華大學(xué)電機(jī)系副教授、電力電子與電機(jī)系統(tǒng)研究所所長(zhǎng)。主要從事電力電子與電氣傳動(dòng)方面的教學(xué)科研工作。發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇,主持國(guó)家自然科學(xué)基金、“863”計(jì)劃等科研項(xiàng)目十余項(xiàng),曾獲北京市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)和北京市高校青年教師教學(xué)基本功比賽二等獎(jiǎng)。
譯者序
原書前言
第1章半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)1
1.1硅的結(jié)構(gòu)和特性1
1.2電荷遷移11
1.3載流子注入17
1.4電荷載流子的激發(fā)和復(fù)合17
1.5連續(xù)性方程24
1.6泊松方程25
1.7強(qiáng)場(chǎng)效應(yīng)26
第2章pn結(jié)29
2.1pn結(jié)的內(nèi)建電壓29
2.2耗盡層(空間電荷區(qū))32
2.3pn結(jié)的伏安特性34
2.4射極效率40
2.5實(shí)際的pn結(jié)42
第3章pin二極管50
3.1高壓二極管的基本結(jié)構(gòu)50
3.2pin二極管的導(dǎo)通狀態(tài)51
3.3pin二極管的動(dòng)態(tài)工況59
3.4 二極管反向恢復(fù)的瞬變過程67
3.5二極管工作條件的限制70
3.6現(xiàn)代pin二極管的設(shè)計(jì)72
第4章雙極型晶體管77
4.1雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)77
4.2雙極型晶體管的電流增益78
4.3雙極型晶體管的電流擊穿83
4.4正向?qū)▔航?5
4.5基極推出(“柯克”效應(yīng))85
4.6二次擊穿87
第5章晶閘管89
5.1晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理89
5.2觸發(fā)條件91
5.3靜態(tài)伏安特性91
5.4正向阻斷模式和亞穩(wěn)態(tài)區(qū)域92
5.5晶閘管擎住狀態(tài)95
5.6反向阻斷狀態(tài)下的晶閘管98
5.7開通特性100
5.8關(guān)斷特性106
第6章門極關(guān)斷(GTO)晶閘管與門極換流晶閘管(GCT)/集成門極換流晶閘管(IGCT)110
6.1GTO晶閘管110
6.2GCT125
第7章功率MOSFET130
7.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管基本理論130
7.2場(chǎng)效應(yīng)晶體管的I(V)特性136
7.3功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)139
7.4功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開關(guān)特性148
7.5雪崩效應(yīng)153
7.6源極漏極二極管(體二極管)155
第8章IGBT156
8.1IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理156
8.2IGBT的I(V)特性158
8.3IGBT的開關(guān)特性162
8.4短路特性168
8.5IGBT的強(qiáng)度168
8.6IGBT損耗的折中方案171
附錄176
附錄A符號(hào)表176
附錄B常數(shù)177
附錄C單位177
附錄D單位詞頭(十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位詞頭)178
附錄E書寫約定178
附錄F電氣工程中的電路圖形符號(hào)179
附錄G300K時(shí)的物質(zhì)特性180
附錄H縮略語(yǔ)180
參考文獻(xiàn)181