“国际电气工程先进技术译丛”是机械工业出版社集中优势资源精心打造的中高端产品,所有图书都是精选的国外优秀电气工程著作,主要针对新能源、智能电网、电力电子、自动控制及新能源汽车等电气工程热点领域。这些图书都是由经验丰富的业内人士编著,并由国内知名专家翻译,具有很高的实用性。
“国际电气工程先进技术译丛”的出版目的主要是为广大国内读者提供一个展示国外先进技术成果的窗口,使国内读者有一个可以更好地了解国外技术的平台。“国际电气工程先进技术译丛”可供电气工程及相关专业工程技术人员、科研人员及大专院校相关专业师生参考。
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《国际电气工程先进技术译丛·功率半导体器件:原理、特性和可靠性》介绍了功率半导体器件的原理、结构、特性和可靠性技术,器件部分涵盖了当前电力电子技术中使用的各种类型功率半导体器件,包括二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT和功率集成器件等。此外,还包含了制造工艺、测试技术和损坏机理分析。就其内容的全面性和结构的完整性来说,在同类专业书籍中是不多见的。
《国际电气工程先进技术译丛·功率半导体器件:原理、特性和可靠性》内容新颖,紧跟时代发展,除了介绍经典的功率二极管、晶闸管外,还重点介绍了MOSFET、IGBT等现代功率器件,颇为难得的是收入了近年来有关功率半导体器件的新的成果。本书是一本精心编著,并根据作者多年教学经验和工程实践不断补充更新的好书,相信它的翻译出版,必将有助于我国电力电子事业的发展。
《国际电气工程先进技术译丛·功率半导体器件:原理、特性和可靠性》的读者对象包括在校学生、功率器件设计制造和电力电子应用领域的工程技术人员及其他相关专业人员。本书适合高等院校有关专业用作教材或专业参考书,亦可被电力电子学界和广大的功率器件和装置生产企业的工程技术人员作为参考书之用。
前言
第1章 功率半导体器件——高效电能变换装置中的关键器件
1.1 装置、电力变流器和功率半导体器件
1.1.1 电力变流器的基本原理
1.1.2 电力变流器的类型和功率器件的选择
1.2 使用和选择功率半导体
1.3 功率半导体的应用
参考文献
第2章 半导体的性质
2.1 引言
2.2 晶体结构
2.3 禁带和本征浓度
2.4 能带结构和载流子的粒子性质
2.5 掺杂的半导体
2.6 电流的输运
2.6.1 载流子的迁移率和场电流
2.6.2 强电场下的漂移速度
2.6.3 载流子的扩散和电流输运方程式
2.7 复合�膊�生和非平衡载流子的寿命
2.7.1 本征复合机理
2.7.2 复合中心上的复合和产生
2.8 碰撞电离
2.9 半导体器件的基本公式
2.10简单的结论
参考文献
第3章 pn结
3.1 热平衡状态下的pn结
3.1.1 突变结
3.1.2 缓变结
3.2 pn结的I�睼特性
3.3 pn结的阻断特性和击穿
3.3.1 阻断电流
3.3.2 雪崩倍增和击穿电压
3.3.3 宽禁带半导体的阻断能力
3.4 发射区的注入效率
3.5 pn结的电容
参考文献
第4章 功率器件工艺的简介
4.1 晶体生长
4.2 通过中子嬗变来调整晶片的掺杂
4.3 外延生长
4.4 扩散
4.5 离子注入
4.6 氧化和掩蔽
4.7 边缘终端
4.7.1 斜面终端结构
4.7.2 平面结终端结构
4.7.3 双向阻断器件的结终端
4.8 钝化
4.9 复合中心
4.9.1 用金和铂作为复合中心
4.9.2 辐射引入的复合中心
4.9.3 Pt和Pd的辐射增强扩散
参考文献
功率半导体器件——原理、特性和可靠性目录
第5章 pin二极管
5.1 pin二极管的结构
5.2 pin二极管的I�睼特性
5.3 pin二极管的设计和阻断电压
5.4 正向导通特性
5.4.1 载流子的分布
5.4.2 结电压
5.4.3 中间区域两端之间的电压降
5.4.4 在霍尔近似中的电压降
5.4.5 发射极复合、有效载流子寿命和正向特性
5.4.6 正向特性和温度的关系
5.5 储存电荷和正向电压之间的关系
5.6 功率二极管的开通特性
5.7 功率二极管的反向恢复
5.7.1 定义
5.7.2 与反向恢复有关的功率损耗
5.7.3 反向恢复:二极管中电荷的动态
5.7.4 具有最佳反向恢复特性的快速二极管
5.8 展望
参考文献
第6章 肖特基二极管
6.1 金属�舶氲继褰岬脑�理
6.2 肖特基结的I�睼特性
6.3 肖特基二极管的结构
6.4 单极型器件的欧姆电压降
6.5 SiC肖特基二极管
参考文献
第7章 双极型晶体管
7.1 双极型晶体管的工作原理
7.2 功率双极型晶体管的结构
7.3 功率晶体管的I�睼特性
7.4 双极型晶体管的阻断特性
7.5 双极型晶体管的电流增益
7.6 基区展宽、电场再分布和二次击穿
7.7 硅双极型晶体管的局限性
7.8 SiC双极型晶体管
参考文献
第8章 晶闸管
8.1 结构与功能模型
8.2 晶闸管的I�睼特性
8.3 晶闸管的阻断特性
8.4 发射极短路点的作用
8.5 晶闸管的触发方式
8.6 触发前沿扩展
8.7 随动触发与放大门极
8.8 晶闸管关断和恢复时间
8.9 双向晶闸管
8.10 门极关断(GTO)晶闸管
8.11 门极换流晶闸管(GCT)
参考文献
第9章 MOS晶体管
9.1 MOSFET的基本工作原理
9.2 功率MOSFET的结构
9.3 MOS晶体管的I�睼特性
9.4 MOSFET沟道的特性
9.5 欧姆区域
9.6 现代MOSFET的补偿结构
9.7 MOSFET的开关特性
9.8 MOSFET的开关损耗
9.9 MOSFET的安全工作区
9.10 MOSFET的反并联二极管
9.11 SiC场效应器件
9.12 展望
参考文献
第10章 IGBT
10.1 功能模式
10.2 IGBT的I�睼特性
10.3 IGBT的开关特性
10.4 基本类型:PT�睮GBT和NPT�睮GBT
10.5 IGBT中的等离子体分布
10.6 提高载流子浓度的现代IGBT
10.6.1 高n发射极注入比的等离子增强
10.6.2 无闩锁元胞几何图形
10.6.3 "空穴势垒"效应
10.6.4 集电极端的缓冲层
10.7 具有双向阻断能力的IGBT
10.8 逆导型IGBT
10.9 展望
参考文献
第11章 功率器件的封装和可靠性
11.1 封装技术面临的挑战
11.2 封装类型
11.2.1 饼形封装
11.2.2 TO系列及其派生
11.2.3 模块
11.3 材料的物理特性
11.4 热仿真和热等效电路
11.4.1 热力学参数和电参数之间的转换
11.4.2 一维等效网络
11.4.3 三维热网络
11.4.4 瞬态热阻
11.5 功率模块内的寄生电学元件
11.5.1 寄生电阻
11.5.2 寄生电感
11.5.3 寄生电容
11.6 可靠性
11.6.1 提高可靠性的要求
11.6.2 高温反向偏置试验
11.6.3 高温栅极应力试验
11.6.4 温度湿度偏置试验
11.6.5 高温和低温存储试验
11.6.6 温度循环和温度冲击试验
11.6.7 功率循环试验
11.6.8 其他的可靠性试验
11.6.9 提高可靠性的策略
11.7 未来的挑战
参考文献
第12章 功率器件的损坏机理
12.1 热击穿——温度过高引起的失效
12.2 浪涌电流
12.3 过电压——电压高于阻断能力
12.4 动态雪崩
12.4.1 双极型器件中的动态雪崩
12.4.2 快速二极管中的动态雪崩
12.4.3 具有高动态雪崩能力的二极管结构
12.4.4 动态雪崩:进一步的任务
12.5 超过GTO的最大关断电流
12.6 IGBT的短路和过电流
12.6.1 短路类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
12.6.2 短路的热、电应力
12.6.3 过电流的关断和动态雪崩
12.7 宇宙射线造成的失效
12.8 失效分析
参考文献
第13章 功率器件的感应振荡和电磁干扰
13.1 电磁干扰的频率范围
13.2 LC振荡
13.2.1 并联IGBT的关断振荡
13.2.2 阶跃二极管的关断振荡
13.3 渡越时间振荡
13.3.1 等离子体抽取渡越时间(PETT)振荡
13.3.2 动态碰撞电离渡越时间(IMPATT)振荡
参考文献
第14章 电力电子系统
14.1 定义和基本特征
14.2 单片集成系统——功率IC
14.3 印刷电路板上的系统集成
14.4 混合集成
参考文献
附录A Si与4H�睸iC中载流子迁移率的建模参数
附录B 雪崩倍增因子与有效电离率
附录C 封装技术中重要材料的热参数
附录D 封装技术中重要材料的电参数
附录E 常用符号
这本书的内容,简直是为我量身定做的。我是一名从事电力电子设备研发多年的工程师,一直在寻找一本能够全面、深入、且具有指导意义的关于功率半导体器件的著作。而这本《功率半导体器件:原理、特性和可靠性》完全超出了我的预期。作者在讲解过程中,非常注重理论与实践的结合,他不仅仅是阐述了器件的原理,还详细介绍了实际应用中可能遇到的问题以及相应的解决方案。我尤其欣赏他对器件选择的指导,不仅仅是提供参数表,而是深入分析了不同应用场景下,对器件性能的侧重点要求,以及如何根据这些要求进行权衡和选择。例如,在设计高频开关电源时,作者会强调开关损耗和栅极电荷的重要性,并推荐选择具有低栅极电荷和快速开关速度的器件。而在设计大功率电机驱动时,则会侧重于器件的导通损耗和热管理能力。书中关于器件的测试和测量方法也写得非常详尽,从静态参数测量到动态参数测试,都给出了具体的步骤和注意事项。这对于我进行器件的选型评估和质量控制,提供了非常有效的参考。而且,书中对一些常见的故障模式和排除方法也做了详细的介绍,这大大提高了我的故障诊断能力。这本书的价值,在于它能够帮助读者建立起一个系统性的功率半导体器件知识体系,并将其有效地应用于实际工程中,解决实际问题。
评分这本书,我只能说,对于想要深入理解功率半导体器件的朋友来说,绝对是一次不容错过的体验。作者在讲解器件的特性时,仿佛是一位经验丰富的老师,循循善诱,将那些看似复杂的概念一一分解。我特别喜欢书中对器件损耗的分析,从导通损耗到开关损耗,再到漏电损耗,作者都给出了详尽的计算模型和影响因素的分析。例如,在讨论导通损耗时,他不仅仅是给出RDS(on)这个参数,还详细分析了不同温度、栅极电压、以及漏极电流对RDS(on)的影响,并且给出了具体的公式推导。这对于我在选择合适的器件,尤其是在考虑散热设计时,提供了非常宝贵的参考。书中对器件的开关特性也做了深入的剖析,特别是关于栅极电荷的讲解,让我对MOSFET的瞬态响应有了更清晰的认识。作者通过图示和文字相结合的方式,生动地展现了栅极电荷在开关过程中的变化,以及如何通过选择合适的栅极电阻来优化开关速度和降低损耗。这对于我在设计高速开关电路时,避免振荡和提高效率,起到了决定性的作用。另外,书中对于不同器件在不同工作模式下的参数解读也做得非常细致,比如对IGBT的反向恢复特性,对SCR的触发特性,都做了详细的说明。我感觉作者在写作时,充分考虑到了读者可能遇到的实际问题,并给出了相应的解决方案和建议。这本书的价值,不仅仅在于知识的传递,更在于它能够帮助读者建立起一套严谨的工程思维,从而更好地应对实际工作中的挑战。
评分这本书的质量,真的超乎我的预期。我一直认为功率半导体器件是电力电子领域的核心,但很多资料都过于晦涩难懂,或者过于理论化,缺乏实际应用指导。而这本《功率半导体器件:原理、特性和可靠性》则恰恰填补了这一空白。让我印象深刻的是,作者在讲解器件的可靠性部分,不是简单地列举一些失效机理,而是从材料、制造工艺、以及工作环境等多个维度,深入剖析了导致器件失效的根本原因。例如,他详细讨论了高温、高湿、以及电应力对器件寿命的影响,并给出了相应的加速寿命测试方法和可靠性评估模型。这对于我理解器件的长期稳定性,以及如何通过设计来提高系统的可靠性,提供了非常重要的理论依据。书中关于热管理的部分也写得非常出色,从器件本身的发热机制,到散热器的设计,再到整体的散热方案,都给出了详细的指导。我之前在设计一个大功率电源时,就遇到了散热瓶颈,但看了这本书后,我对如何选择合适的散热器,以及如何优化风道设计有了更清晰的思路,最终成功解决了问题。而且,书中对不同器件的封装形式及其对散热和可靠性的影响也做了详细的介绍,这让我明白了为什么在不同的应用场景下,会选择不同的封装。这本书的价值,不仅仅体现在知识的广度上,更在于其深度和实用性,它是一本真正能够帮助工程师解决实际问题的工具书。
评分终于入手了这本《功率半导体器件:原理、特性和可靠性》,简直是功率器件领域的一本宝藏!作为一名刚入行不久的工程师,我一直在寻找一本能够系统梳理功率器件知识的读物,这本书无疑满足了我的需求。我尤其欣赏的是它对器件原理的讲解,不是那种浮光掠影的介绍,而是深入到半导体物理的底层,例如 PN 结的形成、少数载流子的注入与扩散、以及各种沟道导电机制的详细阐述,都写得非常透彻。我之前对 MOSFET 的开关特性一直有些模糊的概念,但看了这本书后,对栅极电容、阈值电压、以及不同导通模式下的漏极电流行为有了清晰的理解,这对于我设计驱动电路至关重要。而且,作者在介绍不同类型器件时,比如 BJT、MOSFET、IGBT、Thyristor 等,不仅仅列举了它们的结构和基本工作原理,还深入分析了它们各自的优缺点、适用场景以及在不同应用中的性能表现。例如,在讨论 IGBT 时,作者花了相当大的篇幅来解析其正向导通压降与开关速度之间的权衡,以及如何通过改进结构来优化这两项关键指标,这对我理解为何在某些高压大功率场合 IGBT 比 MOSFET 更受欢迎提供了有力的解释。书中还穿插了一些实际应用的案例分析,比如在开关电源、电机驱动等领域的应用,这使得理论知识与实际工程紧密结合,非常有启发性。即使是关于器件的可靠性部分,我也觉得写得非常到位,从失效模式的分析到可靠性测试的方法,都涉及到了,这对于延长产品寿命,降低维护成本非常有帮助。总的来说,这本书为我构建了一个扎实的功率半导体器件知识体系,让我能够更有信心地去进行相关的设计和开发工作。
评分我必须说,这本书简直是我在功率半导体领域探索之旅中的一盏明灯。作者的写作风格非常独特,他能够将那些抽象的物理概念,通过生动形象的语言和精美的插图,变得通俗易懂。我特别喜欢他对器件的建模和仿真部分,作者不仅给出了各种数学模型,还结合了一些常用的仿真软件,演示了如何利用这些模型来预测器件的性能。例如,他演示了如何使用SPICE模型来模拟MOSFET的开关过程,并分析了不同参数设置对仿真结果的影响。这对于我进行电路仿真和优化,节省了大量的时间和精力。书中对各种功率器件的性能指标进行了详细的对比分析,从耐压、电流能力、开关速度,到导通压降、漏电电流,都给出了清晰的量化数据和解释。这让我能够快速地根据应用需求,选择出最适合的器件。作者还对一些前沿的功率半导体技术,比如宽禁带半导体器件(SiC和GaN)的发展趋势和应用前景进行了展望,这让我对未来的技术方向有了更深的认识。而且,书中对器件的过载能力和保护措施的讲解也相当到位,这对于保证电路的安全运行至关重要。总的来说,这本书不仅是一本技术手册,更是一本能够激发读者对功率半导体技术学习兴趣的启蒙读物,它让我看到了这个领域巨大的潜力和美好的未来。
评分趁着京东618大促,买来很多书
评分老外的书写得不错,比较偏工程实用。对于故障分析比较有帮助
评分《国际电气工程先进技术译丛·功率半导体器件:原理、特性和可靠性》介绍了功率半导体器件的原理、结构、特性和可靠性技术,器件部分涵盖了当前电力电子技术中使用的各种类型功率半导体器件,包括二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT和功率集成器件等。此外,还包含了制造工艺、测试技术和损坏机理分析。就其内容的全面性和结构的完整性来说,在同类专业书籍中是不多见的。
评分经典,很不错的书
评分物流速度快,还没有看。
评分还不错,能学习到一些知识。
评分朋友买的书,配送很快。
评分书的讲解很好,希望对我的研究有所帮助,纸张不是特别好,不过字迹清晰,好评
评分下学期要上主编的课,先把课本买上
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