功率半导体:器件与应用(国际电气工程先进技术译丛)(Power semiconductors)
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品牌: 林德
基本信息·出版社：机械工业出版社
·页码：187 页
·出版日期：2009年
·ISBN：7111257286/9787111257288
·条形码：9787111257288
·包装版本：1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：国际电气工程先进技术译丛
·外文书名：Power semiconductors
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内容简介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。《功率半导体 器件 与应用》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。
《功率半导体 器件 与应用》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。
编辑推荐《功率半导体 器件 与应用》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。《功率半导体 器件 与应用》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。《功率半导体 器件 与应用》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。
目录
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
……[看更多目录]
序言电能是目前最重要的能源形式之一，为满足发电、输电和用电的各种不同要求，几乎所有电能从生产到消耗的过程中都要经过电压、电流、频率等参数的调节，可统称为电能的变换。电力电子技术就是一门对电能进行变换和控制的技术，广泛应用于电力系统、电气传动装置及各种电源设备中。电力电子变换的本质是利用功率半导体器件的开关作用，实现弱电对强电的控制，具有控制灵活、效率高等优点。功率半导体器件是电力电子变换技术的基础，也是电力电子变换装置的核心组件。
日益严重的能源和环境问题使得人们对电能变换的效率、品质越来越关注，也引导了功率半导体器件沿着高效率、高频率、高耐压、高功率、集成化、智能化等方向迅速发展。在这一背景下，功率半导体器件的应用范围也得到了急剧的扩大。仔细观察一下就会发现，功率半导体器件几乎无处不在，大到机车牵引、船舶推进及风力发电、太阳能发电等新能源系统，小到洗衣机、冰箱、空调等家电，功率半导体器件都在其中起着关键的控制作用。目前，在中小功率范围内，各种新型自关断器件如GTO（门极关断）晶闸管、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、MOSFET（金属一氧化物半导体场效应晶体管）等已完全取代过去传统的半可控器件晶闸管。在大功率应用领域，自关断器件也开始占据越来越大的份额。为进一步提高功率等级，基于碳化硅、氮化镓、金刚石等新型材料的所谓宽禁带功率半导体器件也进入了研究和早期产品化阶段，预计数年间就将有成熟的产品推出。可以说，功率半导体器件的发展目前已呈现百花齐放的局面，但其发展却还方兴未艾，并将持续深入地影响到人们的社会和生活。
文摘第1章 半导体物理基础
大约在20世纪初，奠定了对物质结构的近代认识。1897年，J.J.Thomson发现了电子。他推断原子是由正电荷和负电荷组成的，并且提出了原子的“枣糕（plum pudding）”模型，即负电子嵌在云状正电荷中。不到1/4个世纪后，即1911年，Ernest Rutherford在一项a粒子散射实验中发现，原子的正电荷集中在一个非常小的核中，核的大小是原子的万分之一。他正确地提出了电子是绕核沿轨道运行的，然而他认为电子能够呈现随机的能量。1913年，Niels Bohr发现这是不正确的，并且提出核内电子只能存在于离散的固定能级上，他把这种能级叫做“层（shells）”。Bohr的层模型使对物质化学的、物理的和电气性质的理解成为了可能。
下面将用Bohr的层模型来解释硅晶体的基本结构和性质，然后会逐步介绍所有决定半导体器件工况和特性的重要现象。
本章中讨论原子模型，涉及了一些简单的量子力学知识。因为对这一理论的详细解释超出了本书的范围，所以这也许对某些读者是个挑战。然而，本章所有的后续部分不需要对原子模型有深入的知识也可以理解。
1.1 硅的结构和特性
1.1.1 原子的能级
Bohr理论的正确性可以用一个简单的氢原子的势阱模型来演示，如图1.1所示。
