正版现货 功率半导体器件--原理、特性和可靠性 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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德卢茨 等 著

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• 开关器件
• MOSFET
• IGBT
• 宽禁带半导体

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111417279

商品编码：29325501651

包装：平装

出版时间：2013-06-01

基本信息

书名：功率半导体器件--原理、特性和可靠性

：98.00元

作者：(德)卢茨,等

出版社：机械工业出版社

出版日期：2013-06-01

ISBN：9787111417279

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大16开

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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精选推荐： 活动说明：活动期间凡购买《装备制造业节能减排技术手册》上、下册各一本的读者，请您将购书小票的照片、联系方式及地址发送至dgdzcmp@sina.，出版社会按地址给您寄送价值88元的8G优盘一个，数量有限，先买先得！点击查看：

内容提要

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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*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。

目录

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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 复合产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IV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IV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 金属半导体结的原理
6.2 肖特基结的IV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IV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IV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IV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IV特性
10.3 IGBT的开关特性
10.4 基本类型：PTIGBT和NPTIGBT
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4HSiC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

作者介绍

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文摘

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序言

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探索物质世界的微观奥秘与宏观应用：一本关于半导体材料与器件的基础读物 在浩瀚的科学殿堂中，半导体材料以其独特的电学特性，如可调控的导电性，成为了现代科技的基石。从微小的集成电路到庞大的电力系统，半导体器件无处不在，驱动着我们这个信息时代的发展。本书并非直接聚焦于特定类别的功率半导体器件，而是将目光投向更广阔的领域，深入探讨支撑这些器件运作的基础物理原理、关键材料特性以及它们在不同应用场景下的表现。 我们首先将带领读者踏上一段关于物质微观结构的探索之旅。理解半导体材料的奥秘，离不开对其原子和分子层面的深入剖析。本书将详尽阐述晶体学基础，介绍半导体材料常见的晶格结构，如金刚石结构（硅、锗）和闪锌矿结构（砷化镓、磷化铟）。我们将深入研究原子间的化学键合方式，解释这些键合如何决定了材料的导电能力。通过对电子轨道理论的讲解，读者将清晰地理解原子如何相互作用，形成宏观的晶体。 在此基础上，本书将重点剖析电子在半导体材料中的运动规律。我们将详细讲解能带理论，这是理解半导体电学特性的核心概念。读者将学习到价带、导带以及禁带的形成，以及载流子（电子和空穴）如何在这些能带中移动。费米能级的概念及其意义也将被深入阐释，揭示不同温度和掺杂浓度下载流子分布的特点。德布赢的统计和麦克斯韦-玻尔兹曼统计在半导体物理中的应用也将被提及，帮助读者理解载流子的统计行为。 掺杂是赋予半导体材料特定电学性质的关键工艺。本书将花费大量篇幅来讲解掺杂的机理与影响。我们将区分n型半导体和p型半导体，解释外源杂质原子如何通过提供或接受电子来改变半导体的载流子浓度。扩散、离子注入等常见的掺杂技术将被详细介绍，并讨论不同掺杂剂的选择及其对材料导电类型、载流子迁移率和电阻率的影响。读者将理解，通过精确控制掺杂的种类和浓度，我们可以“设计”出具有所需电学性能的半导体材料，为后续器件的制造奠定基础。 本书的另一核心内容是PN结的形成与特性。PN结是几乎所有半导体器件的基础单元，其独特的单向导电性是电子设备能够正常工作的关键。我们将详细讲解PN结的形成过程，包括扩散和迁移过程如何导致空间电荷区的产生以及内建电场的形成。通过对PN结在正向偏压、反向偏压和零偏压下的电压-电流特性进行详尽分析，读者将理解PN结如何实现整流功能。势垒电容和扩散电容等结电容效应的产生机理及其对器件高频性能的影响也将被深入探讨。 基于PN结的原理，我们将进一步介绍几种基础的半导体器件。例如，二极管作为最简单的半导体器件，其工作原理、不同类型（如整流二极管、稳压二极管、发光二极管）的特点及应用将被详细阐述。三极管（BJT）作为一种电流控制电压器件，其工作区（放大区、截止区、饱和区）的形成、输入输出特性曲线的解析，以及不同结构（NPN、PNP）的差异都将一一呈现。场效应管（FET），特别是JFET和MOSFET，作为一种电压控制电流器件，其工作原理、导电沟道的形成、栅极控制作用以及不同类型的特性（如NMOS、PMOS、增强型、耗尽型）将得到全面讲解。本书将侧重于这些器件的基本物理模型和工作原理，而非具体的功率器件设计细节。 此外，本书还将探讨半导体材料的其他重要特性。例如，载流子迁移率，这是衡量载流子在电场作用下运动速度快慢的指标，对器件的开关速度和电流驱动能力至关重要。我们将分析影响迁移率的因素，如晶格散射、杂质散射和表面散射。复合与非复合辐射也是半导体材料的重要特性，它们决定了光电效应的产生，如发光和光电探测。本书将介绍载流子复合的物理过程，以及在不同材料中发光效率和吸收系数的差异。 在制备工艺方面，虽然本书并非一本工艺手册，但为了让读者对半导体材料和器件的形成有更直观的认识，我们将简要介绍一些关键的制备技术。例如，外延生长用于获得高质量的单晶薄膜，光刻用于在基板上精确地图案化，刻蚀用于去除不需要的材料，以及薄膜沉积用于形成绝缘层和金属触点。这些工艺的概述将帮助读者理解实验室研究成果如何转化为实际可用的半导体器件。 本书还将涉及半导体器件在不同环境下的行为。例如，热效应对半导体性能的影响，如温度升高如何影响载流子浓度、迁移率和器件的漏电流。光照效应，即光生载流子的产生如何导致光电导效应和光伏效应。机械应力对半导体材料和器件性能的影响，以及辐射效应，特别是高能粒子对半导体器件的损伤机理。 最后，本书还将展望半导体材料与器件的未来发展趋势。我们将探讨新材料（如宽禁带半导体、二维材料）的潜力，以及在微纳加工技术、三维集成、量子计算等前沿领域中半导体技术扮演的角色。本书旨在为读者建立一个扎实的理论基础，使其能够理解当前半导体技术的发展现状，并对未来的创新方向有所洞察。 总而言之，本书是一本致力于深入讲解半导体材料的微观物理原理、核心电学特性以及基础半导体器件工作机理的读物。它并非聚焦于特定的功率半导体器件型号，而是从更根本的层面，帮助读者理解是什么使得半导体材料如此神奇，以及它们是如何构建起现代电子世界的。通过对晶体学、能带理论、PN结、基本器件原理以及材料特性的全面介绍，本书将为对半导体科学和技术感兴趣的读者提供一个坚实而系统的认知框架。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是在一次技术交流会上偶然听一位资深工程师推荐了这本书，他当时的原话是：“如果你想真正理解为什么你的电力电子设计会出现某些问题，或者如何才能设计出更可靠、更高效的功率变换电路，这本书绝对是必读的。”这句话激起了我的好奇心。我平时的工作主要集中在高频开关电源的设计，虽然接触功率器件很多年，但总觉得对它们内部的物理机制，以及为何会失效，存在着一种“经验主义”的依赖。这本书的标题——“原理、特性和可靠性”，正好切中了我的痛点。我渴望能够从更根本的层面去理解这些器件，了解它们的工作极限，以及如何通过设计来避免潜在的失效模式。从他的描述中，我能感受到这本书不仅仅是提供技术参数，更是一种深入的洞察力，能够帮助工程师培养一种“治本”的能力，而不是仅仅依靠“头痛医头，脚跟医脚”的方式来解决问题。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子工程专业的在校大学生，目前正在学习电力电子技术这门课程。课堂上老师讲解了很多关于功率半导体的基础知识，比如二极管、三极管、MOSFET、IGBT等等，但总觉得有些概念还是很模糊，尤其是涉及到它们的内建结构和工作机制的时候，课本上的图示和文字描述有时候会显得比较抽象。我听说《功率半导体器件——原理、特性和可靠性》这本书对这些内容有非常详尽的讲解，而且据说还结合了很多实际的应用案例，这对于我这种需要结合理论和实践来学习的学生来说，非常有吸引力。我希望通过阅读这本书，能够更清晰地理解这些器件在不同工作状态下的电流、电压关系，以及它们各自的优缺点，为我后续的学习和毕业设计打下坚实的基础。我尤其关注可靠性这一块，因为在实际工程中，器件的稳定性和寿命往往是决定产品成功与否的关键因素。

评分☆☆☆☆☆

这本《功率半导体器件——原理、特性和可靠性》真的是让我大开眼界！我本身是做嵌入式开发的，对硬件这块一直有种“隔岸观火”的感觉，总觉得那些芯片、元件的原理深不可测。但读了这本书，我发现事情并没有那么遥不可及。书中以一种非常清晰、循序渐进的方式，将复杂的功率半导体器件原理剖析开来。我特别喜欢它在讲解mosfet和igbt时，不只是给出一堆公式和图表，而是花了大量篇幅去解释这些公式背后的物理过程，以及这些过程是如何影响器件的实际性能的。比如，它讲到载流子输运和开关损耗时，会用类比的方式来解释，让我这个非半导体专业的人也能抓住核心概念。而且，书中还穿插了大量的实例分析，比如在电动汽车、太阳能逆变器等应用场景下，不同功率器件的选择和设计考虑，这让我能立刻将理论知识与实际项目联系起来，不再只是纸上谈兵。对于我这种想拓展技术栈的开发者来说，这本书无疑是一座宝藏，为我打开了通往更深层次硬件理解的大门。

评分☆☆☆☆☆

我最近一直在寻找一本能够系统性地介绍功率半导体器件的书，尤其是在新能源汽车领域，对IGBT和SiC器件的需求越来越大。市面上相关的书籍不少，但很多要么过于理论化，要么不够全面。朋友推荐了《功率半导体器件——原理、特性和可靠性》，我听说这本书的作者在业内非常有经验，并且对器件的物理原理有着深刻的理解。我比较看重的是它在“特性”和“可靠性”方面的讲解。比如，对于同一型号的器件，在不同的温度、电流、电压条件下，其性能会有怎样的差异？如何才能在设计中确保器件的长期可靠运行，避免过早失效？这些都是我在实际工作中经常会遇到的难题。这本书似乎能够提供一套完整的解决方案，不仅仅是告诉你怎么用，更是告诉你为什么这么用，以及如何用得更好。对于我来说，这才是真正有价值的技术书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版信息确实很吸引人，标注了“正版现货”，这对于我这种习惯于购买实体书，并且对书籍的版权和质量比较看重的人来说，是一个重要的考量因素。我一直认为，技术书籍的阅读体验，尤其是涉及大量图表和公式的，实体书比电子版要好很多，可以随时翻阅，做笔记，而且不会有屏幕疲劳的问题。这本书的封面设计也比较简洁专业，给人一种值得信赖的感觉。拿到手后，纸张的质量和印刷的清晰度都让我非常满意，图片和图表的细节都得到了很好的展现，这对于理解复杂的器件结构和工作原理至关重要。在内容上，它似乎不仅仅停留在理论层面，还强调了“特性和可靠性”，这恰恰是我在实际工作中经常会遇到的瓶颈。很多时候，我们选择了一个器件，但对其在不同工作条件下的实际表现，或者说它的“极限”在哪里，并不十分清楚，而这本书恰好弥补了这方面的知识空白。