宽禁带半导体电力电子器件及其应用
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作者： 陈治明，李守智编著
出 版 社： 机械工业出版社
出版时间： 2009-1-1字数：版次： 1页数： 280印刷时间：开本： 16开印次：纸张：I S B N ： 9787111251651包装： 平装内容简介
本书介绍碳化硅、氮化镓和金刚石等宽禁带半导体电力电子器件的原理、特性、设计制造方法及应用，概括了这一新领域十余年来的主要成就。内容包括：半导体物理基础，电力电子器件的基本原理、特性及典型器件，电力电子器件的材料优选，碳化硅整流器、功率MOSFET、功率JFET和MEsFET、BJT、SICG、IGBT、碳化硅功率集成电路中的高压器件、氮化镓功率器件、金刚石器件、宽禁带半导体功率模块，以及宽禁带半导体电力电子器件在开关电源功率因数校正器和各种电力变换器中的典型应用等。
本书面向电力电子技术、自动化技术以及能源技术等领域的广大工程技术人员和研究生，在满足器件专业人士对宽禁带半导体电力电子器件研发问题的深度要求的同时，也尽可能照顾到非专业人士的知识背景。
目录
电力电子新技术系列图书序言
前言
第1章 绪论
1.1 电力电子器件概述
1.1.1 电力电子器件的基本构成
1.1.2电力电子器件的分类及特点
1.2发展沿革与趋势
参考文献
第2章 电力电子器件基础
2.1半导体物理基础
2.1.1半导体与金属中的载流子
2.1.2 电子在金属和半导体中的能量分布与跃迁
2.1.3半导体的热敏感性
2.2 电力电子器件的基本原理与特性
2.2.1整流原理与阻断特性
2.2.2开关原理与频率特性
2.2.3 电导调制原理与通态特性
2.2.4功率损耗原理与高温特性
2.3典型电力电子器件及其特性
2.3.1 二极管
2.3.2双极型晶体管（BJT）
2.3.3场效应晶体管（FET）
2.3.4绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
2.3.5其他电力电子器件
参考文献
第3章 电力电子器件的材料优选
3.1单极型器件的材料优选
3.1.1低频器件
3.1.2高频器件
3.1.3场效应器件的最高工作频率
3.2双极型器件的材料优选
3.2.1 Johnson因子
3.2.2Keyes因子
3.3耐高温器件的材料优选
3.3.1热优选因子
3.3.2不同材料器件高温特性的比较
3.4电力电子器件的优选材料
3.4.1碳化硅
3.4.2氮化镓及其固溶体
3.4.3半导体金刚石
参考文献
第4章宽禁带半导体电力电子器件
4.1碳化硅单极型器件
4.1.1 肖特基势垒二极管
4.1.2功率MOSFET
4.1.3JFET和SIT
4.1.4 MESFET
4.2碳化硅双极型器件
4.2.1pn结二极管
4.2.2双极型晶体管（BJT）
4.2.3晶闸管和GT0晶闸管
4.2.4碳化硅GCT（SICGT）
4.3碳化硅IGBT
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第5章宽禁带半导体电力电子器件的应用
参考文献
书摘插图
第1章 绪论
1.2发展沿革与趋势
在20世纪50年代中期之前，在电力系统中起整流和开关作用的有源电子器件主要是真空管和离子管等电真空器件。尽管金属一半导体接触的整流效应早在20世纪初叶即已为人所知，并在二战时期投入实际应用（雷达检波），具有电流开关和放大作用的晶体管也已在40年代末期发明，并很快投入实际应用（助听器）；但这些有源器件的功率都很小，主要用于信号处理。直到1958年前后，随着功率BJT和晶闸管的问世和应用，电力电子技术才开始了从以电子管为基础到以半导体器件为基础的转变。在随后的20来年中，晶闸管及其派生器件在功率处理能力和开关频率方面的不断改善，发挥了半导体器件相对于电真空器件体积小、能耗低的超强优势，对电力电子系统缩小体积、降低成本起到了极其关键的作用。然而，这些电流控制型器件需要有相当大的功率输入，其控制电路因需要使用分立元器件而变得很复杂，从而阻碍了电力电子系统体积和成本的进一步缩小。同时，普通晶闸管只能控制导通而不能控制关断，且开关频率相对较低，处于这个阶段的电力电子技术相对来说还比较幼稚，应用领域相对较窄。
自20世纪70年代中期起，各种通、断两态双可控的大功率开关器件逐渐开始推广应用。与普通晶闸管的强制过零关断方式不同，这类器件可用较小的控制电流（门极电流）或控制电压（栅压）令其关断，因而称为自关断器件。
电流控制型自关断器件的典型产品是电力晶体管（Giant Transistor，GTR，若采用达林顿结构，亦称大功率达林顿晶体管）和门极关断晶闸管（Gate Turn-off Thyristor，GTO晶闸管）。GTO晶闸管一直是功率容量（阻断电压与通态电流之积）最高的自关断器件，在同等功率容量的晶闸管及其派生器件中工作频率最高，并具有较高的du/dt耐量。但其门极驱动功率也大，驱动电路比较复杂，且关断过程中电流分布的均匀性差。GCT（Gate Commutated Thyristor，门极换向晶闸管）从结构到工作原理都与GTO晶闸管十分相似，最多可算是在GTO晶闸管基础上派生出来的一种自关断晶闸管，其特点是阳极电流在关断时向门极换向的时间较普通GTO晶闸管短，其高频特性有较大的改善。因此可以说，GTO晶闸管之后没有再出现过新概念的电流控制型电力电子器件。
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