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王彩琳著 著

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• GaN
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• MOSFET
• 器件物理
• 电力电子
• 宽禁带半导体

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111475729

商品编码：29570318601

包装：平装

出版时间：2015-06-01

基本信息

书名：电力半导体新器件及其制造技术

定价：99.00元

作者：王彩琳著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2015-06-01

ISBN：9787111475729

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书介绍了电力半导体器件的结构、原理、特性、设计、制造工艺、可靠性与失效机理、应用共性技术及数值模拟方法。内容涉及功率二极管、晶闸管及其集成器件（包括GTO、IGCT、ETO及MTO）、功率MOSFET、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)以及电力半导体器件的功率集成技术、结终端技术、制造技术、共性应用技术、数值分析与仿真技术。重点对功率二极管的快软恢复控制、GTO的门极硬驱动、IGCT的透明阳极和波状基区、功率MOSFET的超结及IGBT的电子注入增强（IE）等新技术进行了详细介绍。
　　本书可作为电子科学与技术、电力电子与电气传动等学科的本科生、研究生专业课程的参考书，也可供从事电力半导体器件制造及应用的工程技术人员和有关科技管理人员参考。

目录

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电力电子新技术系列图书序言
前言
章绪论
1.1 电力半导体器件概述
1.1.1 与电力电子技术关系
1.1.2 定义与分类
1.2 发展概况
1.2.1 电力半导体器件的发展
1.2.2 制造技术的发展
参考文献
第2章 功率二极管
2.1 普通功率二极管
2.1.1 结构类型
2.1.2 工作原理与I-U特性
2.1.3 静态与动态特性
2.2 快速软恢复二极管
2.2.1 结构类型
2.2.2 软恢复的机理及控制
2.3 功率肖特基二极管
2.3.1 结构类型与制作工艺
2.3.2 工作原理与I-U特性
2.3.3 静态特性
2.4 功率二极管的设计
2.4.1 普通功率二极管的设计
2.4.2 快速软恢复二极管的设计
2.4.3 功率肖特基二极管的设计
2.5 功率二极管的应用与失效分析
2.5.1 安全工作区及其限制因素
2.5.2 失效分析
2.5.3 特点与应用范围
参考文献
第3章 晶闸管及其集成器件
……
第4章 功率MOSFET
第5章 绝缘栅双极型晶体管
第6章 功率集成技术
第7章 电力半导体器件的结终端技术
第8章 电力半导体器件的制造技术
第9章 电力半导体器件的应用共性技术
0章 电力半导体器件的数值分析与仿真技术

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代能源转换系统：原理、设计与应用》 内容简介 在当今世界，能源的有效利用和高效转换是推动社会进步和可持续发展的基石。随着全球对清洁能源、智能化电网以及高性能电子设备的日益增长的需求，现代能源转换系统正以前所未有的速度发展和演进。本书《现代能源转换系统：原理、设计与应用》旨在为读者提供一个全面、深入且实用的视角，剖析当前能源转换领域的关键技术、核心原理、设计方法以及实际应用。本书内容涵盖了从基础理论到前沿技术的广阔范围，特别侧重于那些能够显著提升能量效率、降低系统损耗、实现更精细化控制的先进方法。 本书首先从能源转换的基本概念出发，回顾了电能转换的历史发展脉络，并对当前能源结构以及面临的挑战进行了梳理。随后，本书将重点聚焦于现代电力电子技术的核心——功率器件。然而，与某些专注于特定功率器件（如电力半导体新器件）的书籍不同，本书的视角更为宏观，将功率器件视为构成复杂能源转换系统的有机组成部分。我们将探讨不同类型功率器件（包括但不限于MOSFET、IGBT、SiC、GaN器件等）的电流-电压特性、开关损耗、导通损耗、热管理要求以及它们在不同应用场景下的选择依据。本书不会深入探讨特定新型半导体材料的制备工艺或晶体管结构的细微优化，而是更侧重于理解这些器件的宏观性能参数如何影响整个转换器的设计和效率。 接着，本书将深入介绍各类关键的功率电子转换拓扑。从基本的DC-DC转换器（如Buck、Boost、Buck-Boost、SEPIC、Cuk等）到AC-DC转换器（整流器、有源功率因数校正PFC电路），再到DC-AC转换器（逆变器）和AC-AC转换器（交流调压器、变频器），本书都将提供详细的原理分析、数学建模和设计方法。我们将重点解析这些拓扑的能量转换流程、开关损耗机制、电磁干扰（EMI）特性以及如何通过合理的元器件选择和控制策略来优化其性能。例如，在讨论DC-DC转换器时，我们将深入分析其稳态和瞬态响应，以及如何通过电流模式控制、电压模式控制或混合模式控制来提高动态性能和稳定性。对于逆变器部分，本书将重点阐述空间矢量脉宽调制（SVPWM）、正弦脉宽调制（SPWM）等先进的调制技术，以及如何实现高精度、低谐波失真的输出。 本书的一大亮点在于其对控制理论在能源转换系统中的应用进行了详尽的阐述。我们将从经典控制理论（如PID控制）出发，逐步过渡到现代控制技术，包括模型预测控制（MPC）、滑模控制（SMC）、自适应控制等。本书将重点讲解这些控制算法如何被应用于提高能源转换系统的动态响应速度、减小稳态误差、提高效率并增强鲁棒性。例如，我们将详细分析如何利用模型预测控制来优化开关损耗和提升功率因数，或者如何运用滑模控制来处理系统参数变化和外部扰动。控制器的设计过程，包括环路稳定性分析、参数整定等，也将得到充分的介绍，并辅以实际案例说明。 在实际应用方面，本书将深入探讨现代能源转换系统在各个关键领域的部署和发展。这包括： 可再生能源接入系统： 详细分析光伏发电系统（MPPT控制、并网逆变器设计）、风力发电系统（异步/同步发电机控制、变流器设计）以及储能系统（电池管理系统BMS、能量调度）中的能量转换技术。我们将探讨如何设计高效可靠的接口电路，以最大化能量捕获并保证电网的稳定性。 电动汽车（EV）充电与驱动： 介绍车载充电机（OBC）、DC-DC转换器、电机驱动器等关键部件的设计挑战与解决方案。本书将深入分析不同充电模式（慢充、快充）、功率等级以及对可靠性、效率和热管理的需求。 工业动力传动： 涵盖变频器在电机调速中的应用，分析其在提高生产效率、降低能耗方面的作用。本书将讨论不同负载特性的电机（感应电机、永磁同步电机）的驱动策略。 智能电网与微电网： 探讨分布式能源、储能单元以及各类负荷的协调控制，以及能量管理系统（EMS）在微电网中的作用。本书将分析交直流混合微电网的拓扑结构和控制方法。 高效电源供应： 覆盖服务器电源、LED驱动电源、消费电子产品电源等领域。我们将关注高效率、小尺寸、低EMI以及快速动态响应的要求。 除了核心的理论分析和应用介绍，本书还将强调“系统化”的设计理念。这意味着我们将关注功率器件、电路拓扑、控制算法、电磁兼容（EMC）设计以及热管理之间的相互影响。例如，在选择一种新型功率器件时，本书会引导读者从系统的角度去考量其对效率、可靠性、尺寸和成本的整体影响，而不是孤立地看待其技术参数。同时，本书也包含了实际设计中不可或缺的元器件选型、PCB布局、散热设计以及EMC/EMI抑制等方面的实用指导。 在内容编排上，本书采用由浅入深、理论联系实际的结构。每章的开头都将回顾相关基础知识，然后引出新的概念和技术。章节末尾通常会附带例题、思考题以及相关的参考文献，以便读者深入学习和进一步研究。本书的目标读者群广泛，包括高等院校的电子工程、电气工程、自动化、能源工程等专业的学生、研究人员、工程师以及对现代能源转换技术感兴趣的行业从业者。 总而言之，《现代能源转换系统：原理、设计与应用》是一本旨在为读者提供现代能源转换领域全面知识体系的著作。它不仅深入讲解了核心的理论原理和设计方法，更强调了不同技术要素之间的协同作用，并结合了众多前沿应用场景，力求成为一本既具学术深度又富实践价值的参考书，助力读者在能源转换技术的浪潮中把握先机，推动绿色能源和高效电力电子技术的发展。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的封面设计和排版略显传统，初看之下可能会被归入那些厚重的专业参考书一类，但一旦你沉浸其中，那种知识的密度和广度是令人震撼的。它成功地搭建了一座连接基础半导体物理与尖端电力电子应用的桥梁。我特别喜欢书中对未来集成趋势的预测，例如“功率集成模块”（PIM）的下一代封装技术，作者不仅展示了当前的解决方案，还大胆地推演了未来多功能芯片互联的可能性，这为我们进行五年以上的技术储备规划提供了坚实的理论基础。这本书的深度已经超出了一个“新器件介绍”的范畴，它更像是一本关于半导体器件“进化论”的著作，深刻剖析了每一次技术飞跃背后的驱动力和约束条件。对于需要紧跟国际最新技术动态的管理者和技术人员来说，这本书的参考价值是无可替代的。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我刚翻开这本书时，内心是有些抗拒的，因为我对“新器件”这个概念总是抱持着一种审慎的怀疑态度——很多新东西往往是炒作大于实质。然而，这本书的结构安排和内容层次感，很快就扭转了我的看法。它不是那种堆砌最新术语的浮夸之作，而是非常扎实地从物理基础出发，层层递进到器件结构优化，再到大规模量产所面临的工艺瓶颈。特别是对于功率MOSFET和IGBT之外的新型器件，例如超级结技术（Superjunction）的演进路线，作者给出的分析非常清晰，避免了复杂的数学推导陷阱，而是着重讲解了结构改变如何从根本上重塑了器件的电流承载能力和开关损耗之间的平衡点。这本书的价值在于，它提供了一个清晰的“技术路线图”，让我能够快速定位当前行业的技术瓶颈点，并理解为什么某些看似微小的材料或工艺改进，能带来性能的指数级飞跃。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格相当“硬核”，一点也不拖泥带水，可以说是将科研论文的精准性和工程手册的实用性完美地融合在了一起。我最欣赏它在描述新材料特性时，那种不回避矛盾、直面挑战的态度。比如，在讨论碳化硅（SiC）肖特基势垒二极管（SBD）的制造时，它坦率地指出了当前表面钝化技术仍是限制其高压可靠性的主要短板，并且详细对比了不同钝化层材料的优劣。这种坦诚的分析，让读者能清醒地认识到技术成熟度，而不是盲目乐观。对于那些渴望将实验室成果转化为实际生产力的研发人员来说，书中详细列举的几种关键制造流程中的“关键控制点”（KCPs），简直是如同精确的GPS导航，指明了攻克工艺难关的方向。它不是告诉你“怎么做”，而是告诉你“为什么这么做”以及“在哪里容易出错”。

评分☆☆☆☆☆

从一个侧重于电源系统集成的角度来看，这本书的实用价值体现在它对“可靠性”的强调上。我们都知道，再好的器件性能，如果不能在苛刻的工作环境下长期稳定运行，一切都是空谈。作者在这方面着墨甚多，书中专门辟出一个章节来讨论瞬态过电压（SOA）的测试方法和新型器件的耐受极限，这一点非常关键。许多教科书往往忽略了这些在工程实践中至关重要的“边界条件”。我发现，书中对不同制造批次间参数漂移的统计分析方法非常具有启发性，这直接指导了我如何为接下来的产品设计更合理的安全裕度。此外，关于光耦和隔离驱动电路与新型高频器件的匹配问题，这本书也给出了非常前瞻性的建议，说明作者不仅仅关注半导体本身，更是将目光投向了整个电力电子模块的“生态系统”建设，这正是现代工程设计所必须具备的全局观。

评分☆☆☆☆☆

收到您的要求，我将以一个读者的身份，为您撰写关于您提到的书《电力半导体新器件及其制造技术》的五段详细、风格各异的图书评价。 --- 这本《电力半导体新器件及其制造技术》简直是为我们这些深耕电力电子行业多年的工程师准备的“武功秘籍”。我花了整整一个月的时间来消化其中的核心章节，尤其是关于宽禁带半导体材料（如SiC和GaN）在新型功率模块中的应用那一部分，简直是醍醐灌顶。书中的理论深度和技术前沿的结合非常到位，不像市面上很多教材那样只停留在概念层面。作者似乎真的深入一线参与了研发工作，对当前主流器件的局限性以及未来替代方案的挑战性描述得入木三分。举个例子，它详细拆解了第三代半导体器件在高温工作环境下的可靠性评估流程，并对比了不同封装技术对热阻的实际影响，这种实操层面的细节，对于我们设计高功率密度电源系统来说，具有不可替代的指导价值。我特别欣赏作者在描述制造工艺时那种严谨的态度，从外延层生长到离子注入的每一个关键步骤，都伴随着对材料缺陷控制的深度剖析，这远超出了普通器件手册的范畴，更像是一本高级工艺工程师的案头工具书。