电力半导体新器件及其制造技术 9787111475729 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王彩琳著 著

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• 电力电子
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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111475729

商品编码：29594382817

包装：平装

出版时间：2015-06-01

图书基本信息
图书名称	电力半导体新器件及其制造技术	作者	王彩琳著
定价	99.00元	出版社	机械工业出版社
ISBN	9787111475729	出版日期	2015-06-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

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。

作者简介

目录

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

编辑推荐

文摘

序言

《电力电子器件的发展脉络与前沿展望》 概述： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的电力电子器件发展历史、关键技术演进以及未来趋势的宏观视角。它不仅仅是对现有技术的梳理，更是对推动电力电子技术革新、驱动能源转型、赋能现代工业发展的深层动力进行剖析。从早期硅基器件的问世，到宽禁带半导体材料的兴起，再到未来异质结器件和智能化集成器件的展望，本书力求展现电力电子器件如何在不断变化的应用需求和材料科学的突破中，逐步实现性能的跃升和功能的拓展。本书将聚焦于器件的“魂”——材料科学与制造工艺的精妙结合，以及它们如何共同塑造着电力电子器件的现在与未来，探讨其在提升能量转换效率、降低损耗、提高功率密度、增强可靠性等方面的关键作用。 第一章：电力电子器件的起源与早期发展 早期半导体材料的探索： 回溯晶体管和二极管等基础电子器件的诞生，介绍锗、硅等元素在早期半导体技术中的核心地位。分析这些早期器件如何为后续的电力电子技术奠定基础，尽管其功率处理能力和工作频率有限，但它们的出现标志着人类能够通过控制电子的流动来处理和转换电能。 硅基功率器件的崛起： 详细阐述硅（Si）作为主流半导体材料的优势，包括其丰富的储量、成熟的工艺以及良好的热电性能。重点介绍硅基功率器件如双极结晶体管（BJT）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）等的问世与发展历程。分析这些器件在结构、工作原理、性能上的迭代升级，以及它们如何逐渐取代传统的机械开关和低功率电子管，成为电力电子系统的核心。 功率集成电路的萌芽： 探讨早期将多个功率器件和控制电路集成到一个芯片上的尝试，分析功率集成电路（PIC）在减小体积、提高效率和降低成本方面的潜力。介绍早期功率模块（IPM）的概念，以及它们如何通过集成多个功率器件和驱动电路，简化系统设计和提高可靠性。 关键制造工艺的奠基： 概述早期硅晶圆制造、掺杂、光刻、刻蚀等基础半导体制造技术。强调这些基础工艺的成熟度对功率器件性能和稳定性的重要影响，以及它们在降低制造成本方面的贡献。 第二章：提升性能的探索：新材料与新结构的驱动 宽禁带半导体材料的革命： 深入介绍碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料的独特优势。分析它们相比于硅材料在耐高压、耐高温、高频率工作以及低导通电阻方面的突出表现。详细阐述SiC和GaN材料的晶体结构、能带特性，以及这些特性如何转化为优异的器件性能。 SiC功率器件的演进： 聚焦于SiC MOSFET、SiC JFET（结型场效应晶体管）以及SiC肖特基二极管的研发与应用。分析不同SiC器件结构在耐压、导通损耗、开关速度等方面的权衡。探讨SiC材料在实现更高工作电压、更低开关损耗方面的关键突破，以及它们在电动汽车、新能源发电、轨道交通等领域的巨大潜力。 GaN功率器件的崛起： 重点介绍GaN HEMT（高电子迁移率晶体管）和GaN MISHEMT（金属-绝缘体-金属高电子迁移率晶体管）等主流GaN器件。分析GaN材料在高频、高效率方面的优势，以及它们在电源适配器、数据中心供电、射频功率放大器等领域的广泛应用前景。探讨GaN器件如何推动电源小型化、轻量化和智能化。 新型器件结构的设计： 探讨为了充分发挥宽禁带材料的潜力，而设计的各种新型器件结构，例如 Trench MOSFET、Super Junction MOSFET（超结MOSFET）等。分析这些结构设计如何优化载流子传输路径、降低导通电阻，以及提高器件的击穿电压。 第三章：精密制造的挑战与突破 先进晶圆制备技术： 详细介绍高品质SiC和GaN晶圆的制备技术，包括晶体生长（如高温化学气相沉积（HVPE）、物理气相传输（PVT））、晶体切割、研磨和抛光等工艺。分析晶圆的缺陷密度、厚度均匀性、表面平整度等参数对器件性能和良率的影响。 微纳加工工艺的深化： 探讨用于SiC和GaN器件制造的先进光刻、刻蚀、薄膜沉积等微纳加工技术。分析如何通过高精度光刻技术实现更小的器件尺寸和更精密的结构，以及如何通过选择性刻蚀技术精确控制沟道尺寸和栅极厚度。 掺杂与注入技术的优化： 介绍在SiC和GaN材料中实现精确掺杂的技术，包括离子注入、扩散等。分析不同掺杂浓度、掺杂区域对器件导电特性、阈值电压和击穿电压的影响。 金属化与接触工程： 阐述在SiC和GaN器件中实现低欧姆接触的关键技术。分析不同金属材料的选择、退火工艺以及接触层的结构设计，如何有效降低接触电阻，提高器件的导电效率。 可靠性与封装技术： 探讨宽禁带半导体器件的可靠性挑战，包括栅氧化层可靠性、热应力、电迁移等。介绍针对SiC和GaN器件的先进封装技术，如烧结连接、引线键合、模塑等，以及如何通过封装设计提升器件的功率密度、散热能力和整体可靠性。 第四章：智能化与集成化的发展趋势 功率模块与智能功率集成（IPM）的进步： 深入分析现代功率模块在集成度、功率密度和智能化方面的飞跃。介绍包含驱动电路、保护电路、通信接口等功能的智能功率模块，以及它们如何简化系统设计、提高整体效率和可靠性。 多芯片集成与异质集成： 探讨将不同类型半导体器件（如SiC与GaN）或不同功能的芯片（如功率芯片与控制芯片）集成在一起的技术。分析多芯片模块（MCM）和三维集成（3D IC）在提升性能、减小体积和降低成本方面的潜力。 系统级集成与功率模块化： 讨论将功率器件集成到更广泛的电子系统中，形成高度集成化的解决方案。介绍在新能源汽车电驱动系统、储能系统、智能电网等领域，功率器件如何实现系统级的优化和智能化控制。 数字化与智能化器件： 展望未来具备内置传感、自诊断、自适应控制等功能的智能化功率器件。分析这些器件如何通过数字化技术实现更精细的功率管理、更主动的故障预测和更灵活的系统协同。 先进封装技术的再革新： 探讨在系统集成背景下，对封装技术提出的更高要求，例如散热能力、电磁兼容性（EMC）、尺寸紧凑性等。介绍如扇出型封装、硅通孔（TSV）等先进封装技术在未来功率器件发展中的作用。 第五章：应用领域的拓展与未来展望 电动汽车与新能源交通： 详细分析SiC和GaN器件在电动汽车充电桩、车载充电机、驱动电机控制器、DC/DC转换器等关键部件中的应用，及其对提升续航里程、降低能耗、提高效率的重要贡献。 可再生能源与智能电网： 阐述功率器件在太阳能逆变器、风力发电机变流器、储能系统、微电网等领域的关键作用，以及它们如何助力实现清洁能源的高效利用和电网的智能化运行。 工业自动化与能源管理： 探讨功率器件在工业电机驱动、机器人、开关电源、UPS（不间断电源）等领域的应用，以及它们如何提高工业生产效率、降低能源消耗。 消费电子与通信： 分析GaN器件在高性能电源适配器、快速充电器、5G通信基站中的应用，及其对提升设备性能、减小尺寸和提高能效的推动作用。 未来研究方向与挑战： 展望下一代功率器件的发展方向，包括更先进的宽禁带材料（如金刚石）、更高效的异质结器件、更具成本效益的制造工艺，以及在更高电压、更高频率、更极端环境下的应用潜力。同时，分析当前面临的挑战，如材料成本、制造复杂性、可靠性验证等，并提出可能的解决方案。 本书力求通过对电力电子器件发展历程的回溯、关键技术深入的剖析以及未来趋势的前瞻性展望，为读者构建一个完整而深刻的认知框架。它不仅仅是一本技术手册，更是一部关于能源转换与效率提升的史诗，展现了半导体科学与工程技术如何深刻地改变我们的世界，并为构建一个更可持续、更智能的未来提供强大支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书对电力半导体器件的最新研究进展的梳理，可以说是相当及时和全面的。我尤其关注书中关于高频、高功率器件的应用及其发展趋势的讨论。作者在分析这些新器件的优势时，不仅仅停留在理论层面，还结合了实际的应用案例，比如在新能源汽车、智能电网等领域，这些器件是如何发挥关键作用的。这让我对未来的技术发展有了更清晰的预判，也为我的论文选题提供了不少灵感。虽然书中涉及的一些前沿技术，如氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）器件的特性和制造，我还需要花费更多时间去深入研究，但作者提供的清晰脉络和详实资料，已经为我打下了坚实的基础。这本书就像一本“未来科技指南”，指引着我对电力电子领域的前沿探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计相当不错，封面风格沉稳大气，传递出一种专业和厚重感。纸张的触感也很好，印刷清晰，文字排版疏密得当，阅读起来不会感到疲劳。初翻时，作者的序言和前言部分就展现了他深厚的学术功底和对该领域的热情，能够感受到作者在梳理和呈现这些前沿技术时的严谨态度。目录的设置也很有条理，从基础理论到具体器件，再到制造工艺，层层递进，逻辑清晰，方便读者根据自己的需求和兴趣进行阅读。虽然我目前还没有深入阅读到具体内容，但仅从这本书的整体呈现来看，它应该是一部值得认真对待的学术专著。它所涵盖的知识领域，对于我目前的研究方向来说，可能需要一些基础知识的铺垫，但我相信通过耐心研读，一定能从中获得有益的启发和深入的理解。总的来说，这本书给我留下了极好的第一印象，我期待着它能为我打开新世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电力电子领域摸爬滚打多年的工程师，我一直在寻找能够系统性提升我理论认知和实际操作能力的参考资料。这本书正是我所期待的。它在理论讲解上深入浅出，同时又紧密结合了实际的制造工艺，这一点非常难得。我尤其欣赏作者在分析器件性能时，不仅仅关注其电气参数，还深入探讨了其物理极限和可靠性问题，这对于我们在实际应用中选择和设计器件至关重要。书中关于器件的可靠性分析和测试方法，也给我留下了深刻印象，这在工程实践中是常常被忽略却又非常关键的一环。虽然我阅读时可能更侧重于某些具体器件和工艺章节，但整体的系统性让我能够更好地理解整个电力半导体产业链的内在联系。这本书无疑为我今后的工作和学习提供了宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我对电力半导体器件的制造工艺有了全新的认识。我一直以为制造工艺是很枯燥且机械化的过程，但这本书却将其描绘得像一门精密的艺术。作者对每一个环节，无论是光刻、刻蚀，还是薄膜沉积，都进行了详尽的阐述，并且结合了大量的示意图，让我能够直观地理解那些复杂的化学和物理过程。特别是一些关于材料选择和工艺参数对器件性能影响的分析，让我意识到了在制造过程中，微小的差异都可能导致最终结果的巨大不同。这本书让我明白，一个高性能的电力半导体器件，不仅仅是设计上的成功，更是制造技术上精益求精的体现。通过阅读，我仿佛置身于一个高科技的无尘车间，亲眼见证着一个个微小的奇迹是如何被创造出来的。这种体验，远比单纯的理论学习来得更为深刻和生动。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《电力半导体新器件及其制造技术》，就被其厚度吸引了。翻开后，首先映入眼帘的是大量的图表和公式，这预示着本书内容的技术性非常强，需要读者具备一定的专业背景知识。对于我这样刚刚接触电力电子领域的研究生来说，这无疑是一个巨大的挑战，也意味着需要投入大量的时间和精力去消化吸收。书中关于新型器件的介绍，例如MOSFET、IGBT的最新发展，以及SiC、GaN等宽禁带材料的应用，都让我看到了未来电力电子技术发展的方向。虽然我还在努力理解这些器件的工作原理和优势，但作者对这些技术的深入分析和对比，为我提供了一个清晰的认识框架。尤其是在制造技术方面，详细描述了从晶圆制备到器件封装的各个环节，这对于理解器件的性能和成本至关重要。这本书就像一位经验丰富的导师，耐心地引导我一步步探索这个复杂而迷人的领域，虽然过程艰辛，但收获定会丰厚。