BF:功率半导体器件基础-英文版 (美)巴利伽 科学出版社 9787030343406 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美巴利伽 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030343406

商品编码：29386163876

包装：平装

出版时间：2012-06-01

基本信息

书名:功率半导体器件基础-英文版

定价：150.00元

售价：120.0元

作者:(美)巴利伽

出版社：科学出版社

出版日期：2012-06-01

ISBN：9787030343406

字数：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

编辑推荐

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（1）本书作者是功率半导体器件领域的国际专家，IGBT器件发明人之一。（2）本书结合作者多年的实践经验，不仅深入讨论了半导体功率器件的工作原理，而且采用计算机来验证物理模型，并讨论了实际复杂结构器件的优化设计。（3）各章都附有习题，便于读者深入掌握基本概念，可作为相关专业高年级本科生、研究生的教材。

内容提要

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《功率半导体器件基础（英文版）》作者是功率半导体器件领域的专家，IGBT器件发明人之一。《功率半导体器件基础（英文版）》结合作者多年的实践经验，深入讨论了半导体功率器件的物理模型、工作原理、设计原则和应用特性，不仅详细介绍了硅基器件，还讨论了碳化硅器件的特性与设计要求。主要内容包括材料特性与输运物理、击穿电压、肖特基整流器、P-i-N整流器、功率MOSFET器件、双极型晶体管、晶闸管、IGBT器件等。
《功率半导体器件基础（英文版）》可作为微电子、电力电子等相关领域科研人员、工程技术人员的参考书，也可作为相关专业高年级本科生、研究生的教材。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《现代电磁学理论与应用》 内容简介 本书系统深入地探讨了现代电磁学领域的核心理论、 fundamental principles，并将其前沿应用贯穿其中。全书共分为十一章，从麦克斯韦方程组的宏观表述出发，逐步深入到微观层面的电磁相互作用，并延展至各类实际应用场景。本书旨在为从事物理、电子工程、通信工程、材料科学以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级本科生提供一个扎实而全面的理论基础。 第一章 麦克斯韦方程组与电磁波的统一 本章首先回顾了电学和磁学发展的历史脉络，着重阐述了法拉第的感应定律和安培的环路定律等经典电磁现象。在此基础上，本书详细推导并讲解了由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出的四条基本方程组，即麦克斯韦方程组。我们将深入分析这组方程在描述电场、磁场及其相互关系中的普适性，特别是位移电流的概念如何弥合了电场和磁场之间的脱节。紧接着，本书将通过求解齐次波动方程，严谨地推导出电磁波的存在性及其传播特性，包括波的传播方向、电场和磁场的垂直关系，以及能量的传播。最后，我们将讨论电磁波谱，从低频的无线电波到高频的伽马射线，介绍它们各自的产生机制、特性和基本应用，为后续章节打下坚实基础。 第二章 电磁波的传播与边界条件 本章聚焦于电磁波在不同介质中的传播行为。我们将深入分析电磁波在真空、均匀各向同性介质（如空气、水、玻璃）以及导电介质中的传播特性，包括波的阻抗、衰减常数和相速度等关键参数。对于导电介质，我们将讨论集肤效应，解释高频电流如何在导体表面附近流动，以及其对高频传输线和天线设计的影响。接着，本书将详细阐述电磁波在不同介质界面上的反射和折射现象，引入斯涅尔定律和菲涅尔方程，分析不同极化方向的电磁波在界面上的行为。特别是，我们将重点讲解全反射条件及其在光纤通信中的重要作用。最后，本章将探讨边界条件在求解实际电磁场问题中的关键性，包括电场和磁场的连续性、法向分量的连续性以及切向分量的连续性等。 第三章 谐振腔与波导 本章深入研究了电磁波的约束传播现象，这是许多现代电子器件的核心原理。我们将首先介绍谐振腔的概念，包括理想谐振腔和实际谐振腔的结构，以及其产生特定频率电磁波的共振特性。通过对二维和三维谐振腔的分析，我们将讲解其本征频率、品质因数（Q值）的概念，以及不同模式（TM模式、TE模式）的特点。在此基础上，本书将详细介绍波导的结构，包括理想理想波导（如平行板波导、矩形波导）和圆波导。我们将推导出波导中不同模式的传播常数、截止频率和特性阻抗，并分析模式的截止现象。最后，我们将讨论波导的损耗机制，如导体损耗和介质损耗，以及它们对信号传输的影响。 第四章 天线理论基础 本章系统介绍天线的辐射原理、分类和基本性能参数。我们将从电偶极子和磁偶极子辐射的出发点，推导出天线的辐射场分布、辐射功率和效率。本书将详细介绍天线的各项重要性能指标，包括输入阻抗、方向图（方向性函数）、增益、极化方式（线极化、圆极化、椭圆极化）和带宽。我们将分类介绍各种常见天线类型，如偶极子天线、单极子天线、环形天线、螺旋天线、抛物面天线和阵列天线，并分析它们的结构特点、工作原理和适用场景。最后，本章还将简要介绍天线的互易定理及其在天线设计和测量中的应用。 第五章 电磁散射与目标识别 本章聚焦于电磁波与物体相互作用的散射理论，以及其在目标识别中的应用。我们将首先引入散射截面和雷达散射截面（RCS）等基本概念，并介绍几种典型的散射体模型，如球体、圆柱体和平板。我们将通过分析不同形状和尺寸的目标对电磁波的散射特性，探讨瑞利散射和米氏散射理论。本书将深入讨论电磁散射的极化依赖性，以及如何利用散射信号的不同极化分量来获取目标信息。接着，我们将介绍全息成像和逆散射等高级散射技术，以及它们在无损检测和医学成像领域的潜力。最后，本章将探讨机器学习和人工智能在电磁散射数据分析和目标识别中的最新进展。 第六章 微波工程与传输线理论 本章深入探讨了微波频段的电磁现象和工程应用。我们将从传输线理论出发，详细讲解集总参数模型和分布式参数模型的区别，并推导无限长传输线的电压、电流、阻抗和功率。本书将重点分析反射系数、电压驻波比（VSWR）和匹配网络，以及它们在保证信号有效传输中的关键作用。我们将介绍史密斯圆图的绘制和使用方法，以及如何利用它进行阻抗匹配设计。接着，本章将介绍微波器件，如微波二极管（PIN二极管、肖特基二极管）、微波晶体管（MESFET、HEMT）、微波集成电路（MMIC）以及定向耦合器、功率分配器/合成器等。最后，我们将讨论微波器件在高频电路设计中的具体应用，以及它们在通信、雷达和导航系统中的重要性。 第七章 电磁兼容性（EMC）设计 本章全面论述了电磁兼容性（EMC）的设计原则和技术。我们将首先介绍EMC的基本概念，包括电磁干扰（EMI）和电磁敏感性，以及它们对电子设备正常工作造成的威胁。本书将深入分析EMI的产生源（如开关电源、高频电路、电缆辐射）和传播途径（传导、辐射）。接着，我们将详细介绍EMC设计中的防护措施，包括屏蔽技术（材料选择、结构设计）、滤波技术（电源滤波器、信号滤波器）、接地技术（单点接地、多点接地）和布局布线技术（信号完整性、电源完整性）。最后，本章将介绍EMC标准和测试方法，以及如何通过EMC设计来满足相关的法规要求，确保电子产品的可靠性和安全性。 第八章 光学中的电磁理论 本章将电磁理论的视角延伸至光学领域，探讨光作为电磁波的本质。我们将回顾光的波动说和粒子说之争，并重点阐述光的干涉、衍射和偏振等波动现象。本书将介绍光的传播介质，如透明介质、散射介质和吸收介质，并分析光在这些介质中的传播特性。我们将深入研究光与物质的相互作用，包括光的吸收、发射和散射过程。最后，本章将简要介绍现代光学中的一些前沿方向，如非线性光学、量子光学和纳米光学，以及它们在信息技术、生物医学和材料科学等领域的潜在应用。 第九章 生物医学电磁学 本章探索电磁学在生物医学领域的交叉应用。我们将分析生物组织对电磁场的响应，包括电导率、介电常数等参数随频率的变化。本书将详细介绍磁共振成像（MRI）的原理，包括核磁共振现象、射频脉冲激励和梯度磁场编码。接着，我们将讨论射频（RF）在医学治疗中的应用，如射频消融术、射频美容和射频电刺激。此外，本章还将介绍微波在医学诊断和治疗中的应用，以及超声波在医学成像和治疗中的作用。最后，我们将探讨电磁场对生物体的潜在影响，并介绍相关的生物防护标准和研究进展。 第十章 计算电磁学方法 本章介绍求解复杂电磁场问题的数值计算方法。我们将详细讲解有限元方法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）和矩量法（MoM）等主流的计算电磁学技术。本书将分析这些方法的数学原理、离散化过程、算法流程和适用范围。我们将通过具体的算例，展示如何利用这些方法来模拟天线辐射、散射、波导传播和电磁兼容性问题。最后，本章还将介绍商业化的电磁场仿真软件，如ANSYS HFSS、CST Studio Suite等，并讨论它们在工程设计和研究中的重要作用。 第十一章 电磁场理论的最新进展与未来展望 本章对电磁场理论的最新研究进展进行回顾，并展望未来的发展方向。我们将讨论超材料（Metamaterials）和人工结构（Metasurfaces）在调控电磁波方面的突破性进展，以及它们在隐身、超分辨成像和能量收集等领域的应用潜力。本书还将介绍拓扑电磁学（Topological Electromagnetism）等新兴领域，以及其在构建新型电子器件和信息传输系统中的可能性。最后，我们将展望电磁场理论在量子信息、人工智能和新能源等前沿科技领域的融合与发展，以及其为解决全球性挑战带来的机遇。 本书力求在理论严谨性与工程实用性之间取得平衡，通过丰富的实例和深入的分析，帮助读者建立起对现代电磁学体系的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

作为一个正在攻读电力电子方向研究生的学生，我对专业知识的深度和广度都有着极高的要求。我选择阅读这本《BF:功率半导体器件基础-英文版》的初衷，是希望能够找到一本能够系统性地阐述功率半导体器件物理机理和理论模型的权威著作。我特别希望书中能够深入分析器件的载流子输运、掺杂浓度对击穿电压的影响、以及结电容和感抗等寄生参数如何影响器件的开关特性。对于各种功率器件（如二极管、晶闸管、GTO等）的工作原理，我希望能有更详尽的理论推导和数学模型。我还需要了解如何通过仿真工具（如SPICE）对器件进行建模和分析，以及如何根据实际应用需求来优化器件的设计参数。如果书中能够包含一些前沿的学术研究成果，或者对未来的研究方向进行一些展望，那将对我完成硕士或博士论文提供宝贵的思路。我期待这本书能够成为我学术研究道路上的重要里程碑，帮助我深入理解功率半导体器件的本质，并为我未来的科研工作打下坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

在我接触功率半导体器件的初期，我对各种型号和参数感到非常困惑，尤其是当需要在不同的应用场景下进行器件选型时，更是无从下手。我希望这本《BF:功率半导体器件基础-英文版》能够提供一个清晰的框架，帮助我理解不同类型功率半导体器件的适用范围和优劣势。例如，在高温高频的应用中，SiC器件与传统的Si器件相比有何优势？在低压大电流的应用中，哪种器件是最佳选择？我希望书中能够提供一些实际的选型指南，或者一些常见的应用案例分析，让我能够学习到如何根据具体需求来评估和选择合适的功率半导体器件。例如，在设计一个电动汽车的充电桩时，需要考虑哪些关键的器件参数？在选择用于通信设备电源的器件时，又有哪些特别的要求？我希望这本书能够让我建立起一套系统的器件选型思维，避免盲目选择，从而提高设计的效率和可靠性。

评分☆☆☆☆☆

我是一位在工业界摸爬滚打多年的工程师，虽然我的工作主要集中在系统集成和产品开发，但近年来，随着新能源汽车、智能电网等领域的飞速发展，功率半导体器件的重要性愈发凸显。我一直在寻找一本能够帮助我快速梳理和更新功率半导体器件知识体系的参考书。我尤其关注那些能够提供最新技术趋势和实际应用案例的书籍。这本《BF:功率半导体器件基础-英文版》虽然名义上是“基础”，但我更希望它能涵盖一些中级甚至高级的知识点，例如高频开关技术、器件的可靠性设计、以及在各种严苛环境下（如高温、高湿、高压）的性能表现。我希望书中能够有对不同封装技术（如TO-247, SOT-223等）的深入分析，以及不同材料（如SiC, GaN）在性能和成本上的权衡。如果书中能够提及一些前沿的研究方向，比如第三代半导体材料的最新进展，或者在逆变器、DC-DC转换器等典型应用电路中器件选型的考量因素，那将是对我非常有价值的补充。我期待这本书能成为我解决实际工程问题时的得力助手，帮助我更自信地驾驭功率半导体器件这一关键技术。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子爱好者，平时喜欢动手实践，制作一些小型的电子设备。最近，我对无线充电和电动工具这类需要高效电源转换的应用产生了浓厚的兴趣，而这都离不开功率半导体器件。我希望找到一本讲解功率半导体器件的书，能够让我“看得懂，用得上”。我希望这本书能够以通俗易懂的语言，解释清楚不同功率半导体器件的外观、引脚定义，以及最基本的电路连接方式。我不需要非常深奥的物理原理，但需要知道如何安全地使用它们，比如常见的驱动电路、基本的保护措施（如过流保护、过压保护），以及在实际搭建电路时需要注意的一些细节。如果书中能提供一些简单的DIY项目，让我能够将学到的知识应用到实践中，那将是非常棒的。比如，如何用MOSFET搭建一个简单的开关电源，或者如何用二极管和电容组成一个简单的升压电路。我希望这本书能成为我从理论走向实践的桥梁，让我能够享受自己动手制作电子产品的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对电力电子领域充满好奇的初学者，我一直渴望能找到一本既系统又易于理解的入门读物。偶然间，我翻阅了这本《BF:功率半导体器件基础-英文版》，书名中“基础”二字瞬间吸引了我。虽然我是第一次接触到巴利伽这位作者，但科学出版社的出版质量向来有口皆碑，这让我对这本书充满了期待。我拿到书后，迫不及待地翻开了扉页，精美的排版和清晰的目录就给我留下了深刻的印象。我最看重的是一本书能否为我打下坚实的基础，尤其是在我刚刚踏入这个复杂而迷人的领域时。我希望这本书能够循序渐进地介绍功率半导体器件的分类、工作原理、基本特性以及它们在不同应用场景下的作用。比如，我特别想了解MOSFET和IGBT这两种最常见的器件，它们之间有哪些本质的区别？在驱动和保护方面又有哪些需要注意的关键点？如果书中能配以丰富的图示和例证，那无疑会大大提升我的学习效率。我希望能在这本书中找到清晰的讲解，让我能够理解功率半导体器件的核心概念，并为后续更深入的学习打下良好的基础。