目錄
譯者的話
原書D2版序言
原書D1版序言
常用符號
D1章功率半導體器件——高效電能變換裝置中的關鍵器件1
11裝置、電力變流器和功率半導體器件1
111電力變流器的基本原理2
112電力變流器的類型和功率器件的選擇3
12使用和選擇功率半導體6
13功率半導體的應用8
14用於碳減排的電力電子設備11
參考文獻14
D2章半導體的性質17
21引言17
22晶體結構19
23禁帶和本征濃度21
24能帶結構和載流子的粒子性質24
25摻雜的半導體28
26電流的輸運36
261載流子的遷移率和場電流36
262強電場下的漂移速度42
263載流子的擴散，電流輸運方程式和愛因斯坦關繫式43
27復合產生和非平衡載流子的壽命45
271本征復合機理47
272包含金、鉑和輻射缺陷的復合中心上的復合48
28踫撞電離64
29半導體器件的基本公式70
210簡單的結論73
2101少數載流子濃度的時間和空間衰減73
2102電荷密度的時間和空間衰減74
參考文獻75
D3章pn結80
31熱平衡狀態下的pn結80
311突變結82
312緩變結87
32pn結的IV特性90
33pn結的阻斷特性和擊穿97
331阻斷電流97
332雪崩倍增和擊穿電壓100
333寬禁帶半導體的阻斷能力108
34發射區的注入效率109
35pn結的電容115
參考文獻117
功率半導體器件——原理、特性和可靠性（原書D2版）目錄D4章功率器件工藝的介紹119
41晶體生長119
42通過中子嬗變來調節晶片的摻雜120
43外延生長122
44擴散124
441擴散理論，雜質分布124
442摻雜物的擴散繫數和溶解度130
443高濃度效應，擴散機制132
45離子注入134
46氧化和掩蔽138
47邊緣終端140
471斜面終端結構140
472平面結終端結構142
473雙向阻斷器件的結終端143
48鈍化144
49復合中心145
491用金和鉑作為復合中心145
492輻射引入的復合中心147
493Pt和Pd的輻射增強擴散149
410輻射引入雜質150
411GaN器件工藝的若干問題151
參考文獻155
D5章pin二J管160
51pin二J管的結構160
52pin二J管的IV特性161
53pin二J管的設計和阻斷電壓162
54正向導通特性167
541載流子的分布167
542結電壓169
543中間區域兩端之間的電壓降170
544在霍爾近似中的電壓降171
545發射J復合、有效載流子壽命和正向特性173
546正向特性和溫度的關繫179
55儲存電荷和正向電壓之間的關繫180
56功率二J管的開通特性181
57功率二J管的反向恢復183
571定義183
572與反向恢復有關的功率損耗189
573反向恢復：二J管中電荷的動態192
574具有ZJ反向恢復特性的快速二J管199
575MOS控制二J管208
58展望213
參考文獻214
D6章肖特基二J管216
61金屬半導體結的能帶圖216
62肖特基結的IV特性217
63肖特基二J管的結構219
64單J型器件的歐姆電壓降220
641額定電壓為200V和100V的硅肖特基二J管與pin二J管的比較222
65SiC肖特基二J管223
651SiC單J二J管特性223
652組合pin肖特基二J管226
653SiC肖特基和MPS二J管的開關特性和耐用性230
參考文獻232
D7章雙J型晶體管234
71雙J型晶體管的工作原理234
72功率雙J型晶體管的結構235
73功率晶體管的IV特性236
74雙J型晶體管的阻斷特性237
75雙J型晶體管的電流增益239
76基區展寬、電場再分布和二次擊穿243
77硅雙J型晶體管的局限性245
78SiC雙J型晶體管245
參考文獻246
D8章晶閘管248
81結構與功能模型248
82晶閘管的IV特性251
83晶閘管的阻斷特性252
84發射J短路點的作用253
85晶閘管的觸發方式254
86觸發前沿擴展255
87隨動觸發與放大門J256
88晶閘管關斷和恢復時間258
89雙向晶閘管260
810門J關斷晶閘管261
811門J換流晶閘管265
參考文獻268
D9章MOS晶體管及場控寬禁帶器件270
91MOSFET的基本工作原理270
92功率MOSFET的結構271
93MOS晶體管的IV特性272
94MOSFET溝道的特性273
95歐姆區域276
96現代MOSFET的補償結構277
97MOSFET特性的溫度依賴性281
98MOSFET的開關特性282
99MOSFET的開關損耗286
910MOSFET的安全工作區287
911MOSFET的反並聯二J管288
912SiC場效應器件292
9121SiC JFET292
9122SiC MOSFET294
9123SiC MOSFET體二J管296
913GaN橫向功率晶體管297
914GaN縱向功率晶體管302
915展望303
參考文獻303
D10章IGBT307
101功能模式307
102IGBT的IV特性309
103IGBT的開關特性310
104基本類型：PTIGBT和NPTIGBT312
105IGBT中的等離子體分布315
106提高載流子濃度的現代IGBT317
1061高n發射J注入比的等離子增強317
1062胞幾何圖形320
1063“空穴勢壘”效應321
1064集電J端的緩衝層322
107具有雙向阻斷能力的IGBT324
108逆導型IGBT325
109IGBT的潛力329
參考文獻332
D11章功率器件的封裝335
111封裝技術面臨的挑戰335
112封裝類型336
1121餅形封裝338
1122TO繫列及其派生339
1123模塊342
113材料的物理特性347
114熱仿真和熱等效電路349
1141熱參數與電參數間的轉換349
1142一維等效網絡354
1143三維熱網絡356
1144瞬態熱阻357
115功率模塊內的寄件359
目錄ⅩⅦⅩⅧ功率半導體器件——原理、特性和可靠性（原書D2版）1151寄生電阻359
1152寄生電感362
1153寄生電容365
116XJ的封裝技術367
1161銀燒結技術368
1162擴散钎焊370
1163芯片1；CY=CY部接觸的XJ技術371
1164改進後的襯底375
1165XJ的封裝理念376
參考文獻379
D12章可靠性和可靠性試驗383
121提高可靠性的要求383
122高溫反向偏置試驗385
123高溫柵J應力試驗388
124溫度濕度偏置試驗390
125高溫和低溫存儲試驗392
126溫度循環和溫度衝擊試驗393
127功率循環試驗395
1271功率循環試驗的實施395
1272功率循環誘發的失效機理400
1273壽命預測模型407
1274失效模式的離析410
1275功率循環的任務配置和疊加414
1276TO封裝模塊的功率循環能力417
1277SiC器件的功率循環418
128宇宙射線失效422
1281鹽礦試驗422
1282宇宙射線的由來423
1283宇宙射線失效模式426
1284基本的失效機理模型427
1285基本的設計規則429
1286考慮nn 結後的擴展模型432
1287擴展模型設計的新進展435
1288SiC器件的宇宙射線穩定性437
129可靠性試驗結果的統計評估440
1210可靠性試驗的展望449
參考文獻450
D13章功率器件的損壞機理456
131熱擊穿——溫度過高引起的失效456
132浪湧電流458
133過電壓——電壓高於阻斷能力461
134動態雪崩466
1341雙J型器件中的動態雪崩466
1342快速二J管中的動態雪崩467
1343具有高動態雪崩能力的二J管結構475
1344IGBT關斷過程中的過電流和動態雪崩479
135超出GTO的Z大關斷電流481
136IGBT的短路和過電流482
1361短路類型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ482
1362短路的熱、電應力486
1363短路時的電流絲491
137IGBT電路失效分析494
參考文獻496
D14章功率器件的感應振蕩和電磁干擾500
141電磁干擾的頻率範圍500
142LC振蕩502
1421並聯IGBT的關斷振蕩502
1422階躍二J管的關斷振蕩504
1423寬禁帶器件的關斷振蕩506
143渡越時間振蕩508
1431等離子體抽取渡越時間振蕩509
1432動態踫撞電離渡越時間振蕩515
1433動態雪崩振蕩519
1434傳輸時間振蕩的總結521
參考文獻522
D15章集成電力電子繫統524
151定義和基本特征524
152單片集成繫統——功率IC526
153GaN單片集成繫統529
154印制電路板上的繫統集成531
155混合集成533
參考文獻539
附錄ASi與4HSiC中載流子遷移率的建模參數541
附錄B復合中心及相關參數543
附錄C雪崩倍增因子與有效電離率548
附錄D封裝技術中重要材料的熱參數552
附錄E封裝技術中重要材料的電參數553

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