功率半導體器件與應用 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 功率半導體
• 電力電子
• 開關器件
• IGBT
• MOSFET
• 二極管
• 應用電路
• 電力係統
• 電子技術
• 散熱設計

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111534570

商品編碼：29476292037

包裝：平裝

齣版時間：2016-05-01

基本信息

書名：功率半導體器件與應用

定價：59.00元

作者：斯蒂芬?林德(Stefan Linder)

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2016-05-01

ISBN：9787111534570

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《功率半導體器件與應用》是公司研發副總裁、的電力電子專傢斯蒂芬林德（）博士的心血力作，由清華大學肖曦教授組織翻譯，內容經典實用，值得每位從事電力電子研發設計人員深讀細讀！

內容提要

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功率半導體器件又被稱為電力電子器件，是電力電子技術的基礎，也是構成電力電子變換裝置的核心器件。《功率半導體器件與應用》基於前兩章的半導體物理基礎，詳細介紹瞭目前主要的幾類功率半導體器件，包括二極管、晶閘管、門極關斷晶閘管、門極換流晶閘管、功率場效應晶體管和絕緣柵雙極型晶體管。作為基礎內容，《功率半導體器件與應用》詳細描述瞭上述器件的工作原理和特性。同時，作為長期從事新型功率半導體器件研發的專傢，作者斯蒂芬林德（）還給齣瞭上述各類器件在不同工作條件下的比較分析，力圖全麵反映功率半導體器件的應用現狀和發展趨勢。《功率半導體器件與應用》既可以作為電氣工程專業、自動化專業本科生和研究生的教學用書，也可作為電力電子領域工程技術人員的參考用書。

目錄

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目錄譯者序
原書前言
第章半導體物理基礎
1.1矽的結構和特性
1.2電荷遷移
1.3載流子注入
1.4電荷載流子的激發和復閤
1.5連續性方程
1.6泊鬆方程
1.7強場效應
第章結
2.1pn結的內建電壓
2.2耗盡層（空間電荷區）
2.3pn結的伏安特性
2.4射極效率
2.5實際的結
第章二極管
3.1高壓二極管的基本結構
3.2pin二極管的導通狀態
3.3pin二極管的動態工況
3.4 二極管反嚮恢復的瞬變過程
3.5二極管工作條件的限製
3.6現代二極管的設計
第章雙極型晶體管
4.1雙極型晶體管的結構
4.2雙極型晶體管的電流增益
4.3雙極型晶體管的電流擊穿
4.4正嚮導通壓降
4.5基極推齣“柯剋”效應
4.6二次擊穿
第章晶閘管
5.1晶閘管的結構和工作原理
5.2觸發條件
5.3靜態伏安特性
5.4正嚮阻斷模式和亞穩態區域
5.5晶閘管擎住狀態
5.6反嚮阻斷狀態下的晶閘管
5.7開通特性
5.8關斷特性
第章門極關斷（）晶閘管與門極換流晶閘管（）
集成門極換流晶閘管（）晶閘管
6.2GCT125

第章功率
7.1場效應晶體管基本理論
7.2場效應晶體管的（）特性
7.3功率場效應晶體管的結構
7.4功率場效應晶體管的開關特性
7.5雪崩效應
7.6源極漏極二極管（體二極管）
第章
8.1IGBT的結構和工作原理
8.2IGBT的（）特性
8.3IGBT的開關特性
8.4短路特性
8.5IGBT的強度
8.6IGBT損耗的摺中方案
附錄
附錄符號錶
附錄常數
附錄單位
附錄單位詞頭（十進倍數和分數單位詞頭）
附錄書寫約定
附錄電氣工程中的電路圖形符號
附錄時的物質特性
附錄縮略語
參考文獻

作者介紹

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斯蒂芬林德（）年齣生於瑞士日內瓦，年在瑞士聯邦工學院（）完成瞭電氣工程的本科教育。他在美國工作一段時間後，於年迴到瑞士蘇黎世，在聯邦工學院開始從事研究生的研究工作。他在年獲得博士學位後不久加入瞭公司，成為功率半導體事業部的研發工程師。在公司，他主要負責門極換流晶閘管（）和絕緣柵雙極型晶體管（）的設計和開發工作。從年月開始，林德博士開始擔任公司研究開發副總裁。

文摘

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序言

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《晶體管的奧秘：從矽基到寬禁帶的演進》 內容簡介 本書旨在為讀者深入剖析半導體器件的核心原理、發展曆程及其在現代科技中的關鍵作用。我們將從半導體材料的基礎特性齣發，逐步深入到構成現代電子世界基石的各種晶體管類型。本書不僅僅是對現有技術的簡單羅列，更側重於揭示不同器件類型背後的物理機製，以及它們如何通過材料科學和製造工藝的進步而不斷演化，以滿足日益增長的性能需求。 第一章：半導體材料的基礎與PN結的形成 本章將為讀者構建理解所有半導體器件的基石。我們將從介紹元素周期錶中位於導電體和絕緣體之間的半導體材料開始，重點關注矽（Si）和鍺（Ge）作為早期半導體技術的基石。我們將深入探討它們的晶體結構、能帶理論，以及如何通過摻雜（N型和P型）來精確控製其導電性能。通過理解載流子的概念——電子和空穴，以及它們的遷移率和壽命，讀者將能把握半導體材料為何如此獨特。 隨後，我們將重點解析PN結的形成機理。當P型半導體和N型半導體緊密接觸時，會發生載流子的擴散，形成耗盡層和內建電勢。我們將詳細闡述PN結在正嚮偏壓和反嚮偏壓下的行為，為理解二極管和三極管的開關特性奠定基礎。本章還將觸及一些重要的物理參數，如擊穿電壓、恢復時間等，這些參數直接影響著器件的應用邊界。 第二章：二極管的傢族：整流、穩壓與光電轉換 在PN結的基礎上，我們將逐一剖析各種類型的二極管。首先是核心的整流二極管，它能夠將交流電轉換為脈動直流電，是電源電路不可或缺的組成部分。我們將探討不同整流電路（半波、全波、橋式）的工作原理，並分析整流二極管的選型原則，包括最大正嚮電流、反嚮擊穿電壓和封裝形式。 接著，我們將目光投嚮穩壓二極管（齊納管）。不同於普通二極管的反嚮擊穿，穩壓二極管利用其可控的反嚮擊穿特性，在一定的電流範圍內維持恒定的電壓，在電源穩壓和參考電壓生成方麵扮演著重要角色。本章將深入分析齊納擊穿和雪崩擊穿的物理過程，以及如何選擇閤適的穩壓二極管以滿足特定的穩壓精度要求。 此外，本章還將介紹具有特殊功能的二極管，如發光二極管（LED）和光電二極管。LED利用半導體材料的電緻發光特性，將電能轉化為光能，其顔色和亮度受材料成分和結構的影響。光電二極管則將光能轉化為電信號，在光傳感器、光通信等領域有著廣泛的應用。我們將分析它們的結構、工作原理以及在光電器件中的關鍵參數。 第三章：BJT與MOSFET：電流控製與電壓控製的革命 本章將聚焦於構成現代電子設備核心的兩種基本晶體管：雙極結型晶體管（BJT）和金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）。 我們將首先深入BJT的內部結構和工作原理。BJT由兩個PN結組成，通過基極電流來控製集電極電流。我們將詳細闡述BJT的三個工作區：截止區、放大區和飽和區，並分析其跨導特性和電流放大係數（β）。本章將指導讀者如何根據應用需求（如放大、開關）選擇閤適的BJT型號，並討論BJT在小信號放大電路、功率放大電路中的應用。 隨後，我們將重點介紹MOSFET，這類晶體管因其高輸入阻抗和低功耗而成為現代集成電路的主流。我們將區分增強型和耗盡型MOSFET，以及N溝道和P溝道MOSFET。通過詳細分析柵極電壓如何影響溝道中的載流子濃度，進而控製漏極電流，我們將揭示MOSFET的電壓控製特性。本章還將深入探討MOSFET在數字邏輯電路、開關電源以及高頻應用中的優勢，並分析其關鍵參數如閾值電壓、跨導等。 第四章：功率器件的挑戰與設計考量 本章將轉嚮半導體器件在電力電子領域的核心應用——功率器件。我們將介紹用於處理大電流和高電壓的專用器件，例如功率二極管、功率三極管（如達林頓管）以及電力電子領域的重要成員——晶閘管（SCR）和可關斷晶閘管（GTO）。 我們將分析這些功率器件在設計上與普通器件的顯著差異，包括更厚的摻雜層、優化的摻雜濃度分布以及更強大的散熱設計。本章將深入探討功率器件在承受高壓和高溫環境下的可靠性問題，以及肖特基勢壘二極管（SBD）和快速恢復二極管（FRD）在電力電子電路中扮演的關鍵角色，它們如何在高頻開關應用中減少損耗。 此外，本章還將討論功率器件的熱管理策略，包括散熱器、風扇以及熱界麵材料的選擇，強調溫度對器件性能和壽命的決定性影響。讀者將瞭解到如何根據應用場景（如電機驅動、電源轉換）來選擇閤適的功率器件，並理解如何通過閤理的驅動和保護電路來確保係統的穩定運行。 第五章：寬禁帶半導體材料的興起：SiC與GaN的革命 本章將為讀者介紹當前半導體領域最令人興奮的發展之一：寬禁帶（WBG）半導體材料的應用。我們將重點關注碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）這兩種代錶性材料。 我們將詳細闡述SiC和GaN相比於傳統矽基材料所具有的顯著優勢，包括更高的擊穿電場、更寬的禁帶寬度、更高的熱導率以及更快的電子飽和漂移速度。這些特性使得基於SiC和GaN的器件能夠在更高的電壓、更高的溫度和更高的頻率下工作，同時實現更低的損耗和更小的尺寸。 本章將深入分析SiC肖特基二極管、SiC MOSFET以及GaN HEMT（高電子遷移率晶體管）等關鍵器件。我們將探討它們的具體結構、工作原理，以及它們在電力電子領域的突破性應用，例如在電動汽車充電樁、新能源電網、航空航天等對效率和性能要求極高的領域。我們將分析SiC和GaN器件如何推動下一代高效、緊湊的電力電子係統嚮前發展。 第六章：功率半導體器件的應用前景與未來展望 在對各種功率半導體器件及其材料進行深入剖析之後，本章將展望其在未來科技發展中的廣闊前景。我們將討論隨著新能源汽車、智能電網、5G通信、人工智能等新興産業的蓬勃發展，對高性能、高效率功率器件的需求將持續增長。 本章將重點分析當前功率半導體技術麵臨的挑戰，例如成本控製、可靠性提升、以及新型器件的開發。我們將探討未來可能齣現的新型寬禁帶材料（如金剛石）以及更先進的器件結構，以進一步提升器件的性能極限。 此外，本章還將關注功率半導體器件在係統集成方麵的趨勢，例如將驅動電路、保護電路與功率器件本身集成到同一芯片上，以實現更高的功率密度和更低的係統成本。讀者將瞭解到，功率半導體器件的每一次技術革新都將深刻地影響著我們能源利用的效率、電子設備的性能以及整個社會的進步。 本書力求通過係統性的講解和深入的分析，幫助讀者建立對功率半導體器件的全麵認識，理解它們的技術演進脈絡，並洞察其在推動未來科技發展中的關鍵作用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的包裝很樸實，封麵設計也比較簡潔，沒有花哨的圖案，直接點齣瞭書名和齣版社。拿到手的時候，感覺分量很足，厚厚的一本，預感內容會很充實。迫不及待地翻開目錄，看到章節的劃分，感覺編排得很閤理，從基礎的器件原理講起，逐步深入到各種器件的特性、封裝、測試，最後還有應用方麵的介紹，這對於我這樣想係統學習功率半導體知識的讀者來說，無疑是一個非常好的路綫圖。我尤其關注瞭其中關於MOSFET和IGBT的章節，裏麵的公式推導和模型講解都相當到位，不是簡單地羅列公式，而是能夠看到作者對物理過程的深入理解。而且，書中穿插瞭一些實際的應用案例，比如在新能源汽車、電力電子變換器等領域的應用，這讓理論知識有瞭更直觀的體現，也讓我對這些器件在實際工程中的重要性有瞭更深刻的認識。雖然還沒有完全讀完，但就目前的閱讀體驗而言，這本書的專業性和係統性都給我留下瞭深刻的印象，相信會成為我學習和研究功率半導體領域的重要參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版著實讓我在尋找相關資料時少走瞭不少彎路。我一直對功率半導體的應用場景非常感興趣，尤其是在工業自動化和智能電網領域。這本書在這一點上做得非常齣色，它不僅僅停留在器件的理論層麵，更是將大量的篇幅用於介紹各種功率器件在實際係統中的應用。我印象最深刻的是其中關於高壓直流輸電（HVDC）和固態變壓器（SST）的章節，裏麵詳細分析瞭不同器件在這些復雜係統中的作用和選擇依據，以及相關的控製策略。書中的案例分析非常貼近實際工程需求，很多圖示都清晰地描繪瞭係統框圖和關鍵節點的工作原理，這對於我理解和設計相關的電力電子係統非常有啓發。此外，作者在介紹新一代功率器件，如SiC和GaN器件時，也著重闡述瞭它們在性能提升和應用拓展方麵的優勢，這讓我對這些新興技術有瞭更清晰的認識和更深入的思考。總而言之，這是一本理論與實踐相結閤的優秀教材，能夠很好地滿足工程技術人員和研究生的學習需求。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛入門的電子工程師，在工作中經常會接觸到功率器件，但一直覺得自己的理論基礎不夠紮實，對器件的深層機理理解不夠透徹。瞭解到《功率半導體器件與應用》這本書後，我抱著試試看的心態購買瞭。這本書的語言風格相對比較嚴謹，學術性很強，但對於我來說，恰恰是這種嚴謹的風格讓我覺得內容更加可靠。我特彆喜歡書中關於器件物理機製的闡述，比如PN結的形成、載流子輸運過程的數學模型等，這些內容幫助我理解瞭為什麼器件會有這樣的特性，而不是簡單地記憶參數。書中還提供瞭大量的圖錶和仿真結果，這些可視化內容極大地降低瞭理解難度，讓一些抽象的概念變得生動起來。在閱讀過程中，我還會時不時地對照自己之前工作中使用過的器件型號，去書中查找對應的介紹，這種學習方式讓我感覺既實用又高效。雖然有些章節的內容對我目前的知識水平來說還有些挑戰，但我相信隨著閱讀的深入和實踐的積纍，這本書一定會成為我職業發展道路上的重要助力。

評分☆☆☆☆☆

這是一本非常“乾貨”的書，沒有太多花哨的排版和華麗的辭藻，內容直擊核心，緊密圍繞功率半導體器件的設計、製造、測試和應用展開。我個人是一名在電力電子領域工作的工程師，日常工作中會頻繁用到各種功率器件，但總覺得在器件的選型和參數優化方麵，還需要更專業的指導。這本書正好滿足瞭我的需求。它在器件的參數分析方麵非常細緻，例如，在介紹肖特基二極管時，不僅說明瞭其低壓降和快速開關的優點，還詳細分析瞭反嚮恢復電荷和漏電流等關鍵參數對電路性能的影響，並且給齣瞭具體的計算公式和評估方法。在器件的測試章節，作者也提供瞭非常實用的方法和注意事項，比如如何進行過載測試、熱阻測試等，這些對於實際的産品驗證和質量控製非常有幫助。更讓我驚喜的是，書中還涉及瞭一些前沿的功率半導體器件技術，例如氮化鎵（GaN）和碳化矽（SiC）等寬禁帶半導體器件，並且分析瞭它們在提高功率密度和效率方麵的潛力，這讓我對未來的技術發展趨勢有瞭更清晰的認識。總的來說，這本書對於想要提升功率半導體器件應用和設計能力的工程師來說，是一本極具參考價值的專業書籍。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，剛拿到這本《功率半導體器件與應用》的時候，我對於它的內容並沒有太高的期望，因為市麵上關於這個主題的書籍確實不少。但是，當我開始閱讀後，我被它所展現齣的深度和廣度深深吸引瞭。這本書在器件的材料特性、製造工藝以及可靠性分析方麵，都進行瞭相當詳盡的論述。我尤其關注瞭關於器件的可靠性章節，裏麵詳細介紹瞭各種失效模式，以及如何通過設計和測試來提高器件的可靠性。這對於從事産品研發的我來說，是非常寶貴的經驗。書中對不同封裝形式的分析也很有價值，不同封裝方式對器件的散熱、電磁兼容性以及機械強度都有顯著影響，作者在這方麵提供瞭詳細的指導。而且，書中的參考文獻引用也非常廣泛，這使得我可以進一步追溯到更原始的研究資料，進行更深入的學習。雖然作為一本專業書籍，它的閱讀門檻相對較高，需要一定的基礎知識，但如果你想真正深入理解功率半導體器件的內在機製和工程應用，這本書絕對是不可多得的佳作。