本書是IGBT方面的經典著作，由執筆，作為功率器件教材，內容涵蓋IGBT基本原理、設計方法、工藝技術、模塊相關、技術趨勢、應用情況，是一本全面、深入的實用指南

●譯者序原書前言原書致謝作者簡介第1章功率器件的演變和IGBT的出現111背景介紹112IGBT313IGBT的優缺點514IGBT的結構和制造815等效電路的表示916工作原理及電荷控制現像1017電路建模1118IGBT的封裝選擇1519IGBT的操作注意事項15110IGBT柵極驅動電路15111IGBT的保護17112小結18練習題19參考文獻20第2章IGBT基礎和工作狀態回顧2421器件結構24211橫向IGBT和垂直IGBT24212非穿通 IGBT和穿通 IGBT26213互補器件3122器件工作模式32221反向阻斷模式32222正向阻斷和傳導模式3323IGBT的靜態特性35231電流-電壓特性35232IGBT的轉移特性3724IGBT的開關行為37241IGBT開啟37242具有電阻負載的IGBT開啟38243具有電感負載的IGBT開啟40244IGBT關斷43245帶有電阻負載的IGBT關斷45246帶有電感負載的IGBT關斷47247關斷時間對集電極電壓和電流的依賴性48248NPT-IGBT和PT-IGBT的軟開關性能49249並聯的考慮5125安全工作區域52251柵極電壓振蕩引起的不穩定性54252可靠性測試5426高溫工作5627輻射效應5728溝槽柵極IGBT和注入增強型IGBT5829自鉗位 IGBT60210IGBT的額定值和應用61211小結64練習題64參考文獻66第3章IGBT中的MOS結構7031一般考慮70311MOS基本理論70312功率MOSFET結構70313MOSFET-雙極型晶體管比較7332MOS結構分析和閾值電壓7433MOSFET的電流-電壓特性、跨導和漏極電阻8234DMOSFET和UMOSFET的導通電阻模型84341DMOSFET模型84342UMOSFET模型8635MOSFET等效電路和開關時間8936安全工作區域9137中子和伽馬射線損傷效應9238MOSFET的熱行為9339DMOSF窗口和拓撲設計94310小結95練習題95參考文獻96附錄31式（32a）和式（32b）的推導97附錄32式（37）的推導98附錄33推導在強反型轉變點的半導體體電勢ψB和表面電荷Qs的公式100附錄34式（333）~式（336）的推導 101附錄35式（339）的推導103附錄36式（349）的推導104第4章IGBT中的雙極型結構10641PN結二極管106411內建電勢0107412耗盡層寬度xd和電容Cj111413擊穿電壓VB112414電流-電壓(id-va)方程115415反向恢復特性11742PIN整流器11843雙極結型晶體管123431靜態特性和電流增益123432功率晶體管開關126433晶體管開關時間127434安全工作區12844晶閘管129441晶閘管的工作狀態129442晶閘管的di/dt性能和反向柵極電流脈衝導致的關斷失效131443晶閘管的dv/dt額定值132444晶閘管開啟和關斷時間13345結型場效應晶體管13446小結135練習題135參考文獻136附錄41漂移和擴散電流密度137附錄42愛因斯坦方程139附錄43連續性方程及其解139附錄44連續性方程式（441）的解142附錄45式（450）的推導143附錄46電流密度式（455）和式（456）的推導147附錄47晶體管的端電流［式（457）和式（458）］150附錄48共基極電流增益αT［式（463）］153第5章IGBT的物理建模15651IGBT的PIN整流器- DMOSFET模型156511基本模型公式156512導通狀態下IGBT漂移區的載流子分布158513IGBT的正向壓降 160514導通狀態下載流子分布的二維模型16152通過PIN整流器-DMOSFET模型擴展的IGBT雙極型晶體管-DMOSFET模型164521正向傳導特性164522IGBT中MOSFET的正向壓降168523IGBT的有限集電極輸出電阻16953包含器件-電路相互作用的IGBT的雙極型晶體管-DMOSFET模型171531穩態正向傳導狀態171532IGBT的動態模型及其開關行為174533IGBT關斷瞬態的狀態方程176534電感負載關斷期間dV/dt的簡化模型179535IGBT的動態電熱模型183536電路分析模型參數的提取19054小結190練習題190參考文獻192附錄51式（58）的解194附錄52式（533）和式（534）的推導195參考文獻196附錄53式（535）的推導196附錄54式（538）的推導［式（535）的解］197附錄55式（540）~式（542）的推導198附錄56式（544）的推導199附錄57式（581）的推導和1-件等效導電網絡的構建203參考文獻206第6章IGBT中寄生晶閘管的閂鎖20761引言20762靜態閂鎖20963動態閂鎖211631具有電阻負載的對稱IGBT的閂鎖211632具有電阻負載的非對稱IGBT的閂鎖214633具有電感負載的對稱IGBT的閂鎖21564閂鎖的預防措施21665溝槽柵極IGBT的閂鎖電流密度23166小結 232練習題232參考文獻234附錄61式(615)的推導235附錄62式(620)的推導236第7章IG的設計考慮23871半導體材料選擇和垂直結構設計238711起始材料238712擊穿電壓240713擊穿模型24372基於分析計算和數值仿真的IGBT設計246721設計方法和CAD仿真層次結構246722設計軟件248723DESSIS-ISE中的物理模型248724計算和仿真過程25073N型緩衝層結構的優化25874場環和場板終端設計260741關鍵設計參數261742場環的設計方法262743帶場限環PIN二極管擊穿電壓的數值仿真264744環間距的迭代優化264745通過使電場分布均勻化的準三維仿真來設計場環265746表面電荷效應和場板附加結構26575表面離子注入的終端結構26776用於橫向IGBT中擊穿電壓增強的減小的表面電場概念26777小結269練習題269參考文獻271附錄71倍增繫數M272附錄72VBR方程273附錄73雪崩擊穿電壓VB274參考文獻275附錄74穿通電壓VPT275附錄75BVCYL/BVPP公式275參考文獻278第8章IGBT工藝設計與制造技術27981工藝順序定義279811VDMOSFET IGBT制造279812溝槽柵極IGBT制造28682單工藝步驟291821外延澱積291822熱氧化291823熱擴散周期293824離子注入294825光刻296826多晶硅、氧化硅和氮化硅的化學氣相澱積296827反應等離子體刻蝕297828金屬化298829電子輻照2998210質子輻照3008211He注入3008212封裝30083工藝集成和仿真301練習題306參考文獻307附錄81硅的熱氧化309參考文獻311附錄82式(83)~式(85)的推導312第9章功率IGBT模塊31691並聯IGBT以及邏輯電路與功率器件的集成31692功率模塊技術319921襯底和銅澱積319922芯片安裝322923互連和封裝32293隔離技術323931介質隔離323932自隔離324933PN結隔離32594可集成的器件：雙極型、CMOS、DMOS（BCD）和IGBT32595功率IGBT驅動、溫度感應和保護32596IGBT模塊封裝中件32797扁平封裝的IGBT模塊32898IGBT模塊的理想特性和可靠性問題33099模塊的散熱和冷卻331910大功率IGBT模塊的材料要求332911近期新技術和趨勢333練習題335參考文獻336第10章新型IGBT的設計理念、結構創新和新興技術339101在導通狀態電壓降和開關損耗之間的折中339102在溝槽IGBT導通態載流子分布的並聯和耦合PIN二極管-PNP型晶體管模型341103性能優越的非自對準溝槽IGBT342104動態N型緩衝IGBT344105具有反向阻斷能力的橫向IGBT345106抗高溫閂鎖的橫向IGBT346107具有高閂鎖電流性能的自對準側壁注入的N+發射極橫向IGBT347108更大FBSOA的LIGBT改進結構348109集成電流傳感器的橫向IGBT3481010介質隔離的快速LIGBT3491011薄絕緣體上硅襯底上的橫向IGBT3501012改進閂鎖特性的橫向溝槽柵極雙極型晶體管3501013溝槽平面IGBT3511014相同基區技術中的簇IGBT3521015溝槽簇IGBT3531016雙柵極注入增強型柵極晶體管3541017SiC IGBT3561018小結和趨勢357練習題358參考文獻359附錄101集電結的電子電流360附錄102瞬態基區存儲電荷Qbase(t)361附錄103存在可動載流子濃度時的耗盡寬度361附錄104調制的基區電阻Rb362附錄105由於IGBT中PIN二極管末端復合而導致的導通態壓降363附錄106能量損耗364附錄107在TIGBT發射區端的N-基區的過剩載流子濃度Pw364附錄108IGBT的N-基區上的導通電壓降368第11章IGBT電路應用370111DC-DC轉換3701111降壓轉換器3701112升壓轉換器3761113降壓-升壓轉換器378112DC-AC轉換3791121單相半橋逆變器3791122單相全橋逆變器3811123采用脈衝寬度調制的AC電壓控制3841124三相全橋逆變器386113AC-DC轉換387114軟開關轉換器3911141軟開關DC-DC轉換器3911142軟開關逆變器3951143軟開關的優點398115IGBT電路仿真3991151SPICE IGBT模型的參數提取過程3991152基於物理的IGBT電路模型的參數提取4001153IGBT的SABER建模401116IGBT轉換器的應用4021161開關電源4021162不間斷電源4041163DC電動機驅動4061164AC電動機驅動4061165汽車點火控制4081166焊接4091167感應加熱410117小結410練習題411參考文獻413

本書首先對不同類型的IGBT工作原理進行了介紹，然後從IGBT的結構出發，給出了IGBT中MOS結構和雙極型結構的工作原理，接下來詳細說明了它們如何影響IGBT的正向傳導特性，詳細研究了IGBT模型，包括靜態、動態和電熱行為，討論了IGBT中的閂鎖效應，以及預防閂鎖的詳細處理方法。借助計算機輔助設計工具深入研究了IG的設計技術，從結構、摻雜分布、溝道長度、跨導和正向壓降、導通和開關損布圖和間距，以及緩衝層優化，直至場環和場板終端設計。本書還介紹了制造功率IGBT的工藝技術，對功率IGBT模塊和相關的技術進行了討論。對新的IGBT技術也進行了介紹。本書*後介紹了IGBT在電動機驅動，汽車點火控制、電源、焊接、感應加熱等領域中的應用情況。本書涵蓋內容廣泛，講述由淺入深。在各章中提供了大量實例以及附加問題，更加適合課堂教學，同時，每章後給出的參考文獻將為研究人員提供關於IGBT一等

[印度]維諾德·庫馬爾·卡納（VinodKumarKhanna） 著 楊兵康玄武王楊 譯