電力半導體新器件及其製造技術 9787111475729 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

王彩琳著 著

圖書標籤:

• 電力半導體
• 功率器件
• 半導體製造
• SiC器件
• GaN器件
• 電力電子
• 器件物理
• 材料科學
• 寬禁帶半導體
• 新型半導體

店鋪： 琅琅圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111475729

商品編碼：29594382817

包裝：平裝

齣版時間：2015-06-01

圖書基本信息
圖書名稱	電力半導體新器件及其製造技術	作者	王彩琳著
定價	99.00元	齣版社	機械工業齣版社
ISBN	9787111475729	齣版日期	2015-06-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

本書介紹瞭電力半導體器件的結構、原理、特性、設計、製造工藝、可靠性與失效機理、應用共性技術及數值模擬方法。內容涉及功率二極管、晶閘管及其集成器件（包括GTO、IGCT、ETO及MTO）、功率MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)以及電力半導體器件的功率集成技術、結終端技術、製造技術、共性應用技術、數值分析與仿真技術。重點對功率二極管的快軟恢復控製、GTO的門極硬驅動、IGCT的透明陽極和波狀基區、功率MOSFET的超結及IGBT的電子注入增強（IE）等新技術進行瞭詳細介紹。 　　本書可作為電子科學與技術、電力電子與電氣傳動等學科的本科生、研究生專業課程的參考書，也可供從事電力半導體器件製造及應用的工程技術人員和有關科技管理人員參考。

作者簡介

目錄

電力電子新技術係列圖書序言 前言 章緒論 1.1 電力半導體器件概述 1.1.1 與電力電子技術關係 1.1.2 定義與分類 1.2 發展概況 1.2.1 電力半導體器件的發展 1.2.2 製造技術的發展 參考文獻 第2章 功率二極管 2.1 普通功率二極管 2.1.1 結構類型 2.1.2 工作原理與I-U特性 2.1.3 靜態與動態特性 2.2 快速軟恢復二極管 2.2.1 結構類型 2.2.2 軟恢復的機理及控製 2.3 功率肖特基二極管 2.3.1 結構類型與製作工藝 2.3.2 工作原理與I-U特性 2.3.3 靜態特性 2.4 功率二極管的設計 2.4.1 普通功率二極管的設計 2.4.2 快速軟恢復二極管的設計 2.4.3 功率肖特基二極管的設計 2.5 功率二極管的應用與失效分析 2.5.1 安全工作區及其限製因素 2.5.2 失效分析 2.5.3 特點與應用範圍 參考文獻 第3章 晶閘管及其集成器件 …… 第4章 功率MOSFET 第5章 絕緣柵雙極型晶體管 第6章 功率集成技術 第7章 電力半導體器件的結終端技術 第8章 電力半導體器件的製造技術 第9章 電力半導體器件的應用共性技術 0章 電力半導體器件的數值分析與仿真技術

編輯推薦

文摘

序言

《電力電子器件的發展脈絡與前沿展望》 概述： 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的電力電子器件發展曆史、關鍵技術演進以及未來趨勢的宏觀視角。它不僅僅是對現有技術的梳理，更是對推動電力電子技術革新、驅動能源轉型、賦能現代工業發展的深層動力進行剖析。從早期矽基器件的問世，到寬禁帶半導體材料的興起，再到未來異質結器件和智能化集成器件的展望，本書力求展現電力電子器件如何在不斷變化的應用需求和材料科學的突破中，逐步實現性能的躍升和功能的拓展。本書將聚焦於器件的“魂”——材料科學與製造工藝的精妙結閤，以及它們如何共同塑造著電力電子器件的現在與未來，探討其在提升能量轉換效率、降低損耗、提高功率密度、增強可靠性等方麵的關鍵作用。 第一章：電力電子器件的起源與早期發展 早期半導體材料的探索： 迴溯晶體管和二極管等基礎電子器件的誕生，介紹鍺、矽等元素在早期半導體技術中的核心地位。分析這些早期器件如何為後續的電力電子技術奠定基礎，盡管其功率處理能力和工作頻率有限，但它們的齣現標誌著人類能夠通過控製電子的流動來處理和轉換電能。 矽基功率器件的崛起： 詳細闡述矽（Si）作為主流半導體材料的優勢，包括其豐富的儲量、成熟的工藝以及良好的熱電性能。重點介紹矽基功率器件如雙極結晶體管（BJT）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）、金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）等的問世與發展曆程。分析這些器件在結構、工作原理、性能上的迭代升級，以及它們如何逐漸取代傳統的機械開關和低功率電子管，成為電力電子係統的核心。 功率集成電路的萌芽： 探討早期將多個功率器件和控製電路集成到一個芯片上的嘗試，分析功率集成電路（PIC）在減小體積、提高效率和降低成本方麵的潛力。介紹早期功率模塊（IPM）的概念，以及它們如何通過集成多個功率器件和驅動電路，簡化係統設計和提高可靠性。 關鍵製造工藝的奠基： 概述早期矽晶圓製造、摻雜、光刻、刻蝕等基礎半導體製造技術。強調這些基礎工藝的成熟度對功率器件性能和穩定性的重要影響，以及它們在降低製造成本方麵的貢獻。 第二章：提升性能的探索：新材料與新結構的驅動 寬禁帶半導體材料的革命： 深入介紹碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導體材料的獨特優勢。分析它們相比於矽材料在耐高壓、耐高溫、高頻率工作以及低導通電阻方麵的突齣錶現。詳細闡述SiC和GaN材料的晶體結構、能帶特性，以及這些特性如何轉化為優異的器件性能。 SiC功率器件的演進： 聚焦於SiC MOSFET、SiC JFET（結型場效應晶體管）以及SiC肖特基二極管的研發與應用。分析不同SiC器件結構在耐壓、導通損耗、開關速度等方麵的權衡。探討SiC材料在實現更高工作電壓、更低開關損耗方麵的關鍵突破，以及它們在電動汽車、新能源發電、軌道交通等領域的巨大潛力。 GaN功率器件的崛起： 重點介紹GaN HEMT（高電子遷移率晶體管）和GaN MISHEMT（金屬-絕緣體-金屬高電子遷移率晶體管）等主流GaN器件。分析GaN材料在高頻、高效率方麵的優勢，以及它們在電源適配器、數據中心供電、射頻功率放大器等領域的廣泛應用前景。探討GaN器件如何推動電源小型化、輕量化和智能化。 新型器件結構的設計： 探討為瞭充分發揮寬禁帶材料的潛力，而設計的各種新型器件結構，例如 Trench MOSFET、Super Junction MOSFET（超結MOSFET）等。分析這些結構設計如何優化載流子傳輸路徑、降低導通電阻，以及提高器件的擊穿電壓。 第三章：精密製造的挑戰與突破 先進晶圓製備技術： 詳細介紹高品質SiC和GaN晶圓的製備技術，包括晶體生長（如高溫化學氣相沉積（HVPE）、物理氣相傳輸（PVT））、晶體切割、研磨和拋光等工藝。分析晶圓的缺陷密度、厚度均勻性、錶麵平整度等參數對器件性能和良率的影響。 微納加工工藝的深化： 探討用於SiC和GaN器件製造的先進光刻、刻蝕、薄膜沉積等微納加工技術。分析如何通過高精度光刻技術實現更小的器件尺寸和更精密的結構，以及如何通過選擇性刻蝕技術精確控製溝道尺寸和柵極厚度。 摻雜與注入技術的優化： 介紹在SiC和GaN材料中實現精確摻雜的技術，包括離子注入、擴散等。分析不同摻雜濃度、摻雜區域對器件導電特性、閾值電壓和擊穿電壓的影響。 金屬化與接觸工程： 闡述在SiC和GaN器件中實現低歐姆接觸的關鍵技術。分析不同金屬材料的選擇、退火工藝以及接觸層的結構設計，如何有效降低接觸電阻，提高器件的導電效率。 可靠性與封裝技術： 探討寬禁帶半導體器件的可靠性挑戰，包括柵氧化層可靠性、熱應力、電遷移等。介紹針對SiC和GaN器件的先進封裝技術，如燒結連接、引綫鍵閤、模塑等，以及如何通過封裝設計提升器件的功率密度、散熱能力和整體可靠性。 第四章：智能化與集成化的發展趨勢 功率模塊與智能功率集成（IPM）的進步： 深入分析現代功率模塊在集成度、功率密度和智能化方麵的飛躍。介紹包含驅動電路、保護電路、通信接口等功能的智能功率模塊，以及它們如何簡化係統設計、提高整體效率和可靠性。 多芯片集成與異質集成： 探討將不同類型半導體器件（如SiC與GaN）或不同功能的芯片（如功率芯片與控製芯片）集成在一起的技術。分析多芯片模塊（MCM）和三維集成（3D IC）在提升性能、減小體積和降低成本方麵的潛力。 係統級集成與功率模塊化： 討論將功率器件集成到更廣泛的電子係統中，形成高度集成化的解決方案。介紹在新能源汽車電驅動係統、儲能係統、智能電網等領域，功率器件如何實現係統級的優化和智能化控製。 數字化與智能化器件： 展望未來具備內置傳感、自診斷、自適應控製等功能的智能化功率器件。分析這些器件如何通過數字化技術實現更精細的功率管理、更主動的故障預測和更靈活的係統協同。 先進封裝技術的再革新： 探討在係統集成背景下，對封裝技術提齣的更高要求，例如散熱能力、電磁兼容性（EMC）、尺寸緊湊性等。介紹如扇齣型封裝、矽通孔（TSV）等先進封裝技術在未來功率器件發展中的作用。 第五章：應用領域的拓展與未來展望 電動汽車與新能源交通： 詳細分析SiC和GaN器件在電動汽車充電樁、車載充電機、驅動電機控製器、DC/DC轉換器等關鍵部件中的應用，及其對提升續航裏程、降低能耗、提高效率的重要貢獻。 可再生能源與智能電網： 闡述功率器件在太陽能逆變器、風力發電機變流器、儲能係統、微電網等領域的關鍵作用，以及它們如何助力實現清潔能源的高效利用和電網的智能化運行。 工業自動化與能源管理： 探討功率器件在工業電機驅動、機器人、開關電源、UPS（不間斷電源）等領域的應用，以及它們如何提高工業生産效率、降低能源消耗。 消費電子與通信： 分析GaN器件在高性能電源適配器、快速充電器、5G通信基站中的應用，及其對提升設備性能、減小尺寸和提高能效的推動作用。 未來研究方嚮與挑戰： 展望下一代功率器件的發展方嚮，包括更先進的寬禁帶材料（如金剛石）、更高效的異質結器件、更具成本效益的製造工藝，以及在更高電壓、更高頻率、更極端環境下的應用潛力。同時，分析當前麵臨的挑戰，如材料成本、製造復雜性、可靠性驗證等，並提齣可能的解決方案。 本書力求通過對電力電子器件發展曆程的迴溯、關鍵技術深入的剖析以及未來趨勢的前瞻性展望，為讀者構建一個完整而深刻的認知框架。它不僅僅是一本技術手冊，更是一部關於能源轉換與效率提升的史詩，展現瞭半導體科學與工程技術如何深刻地改變我們的世界，並為構建一個更可持續、更智能的未來提供強大支撐。

評分☆☆☆☆☆

這本書對電力半導體器件的最新研究進展的梳理，可以說是相當及時和全麵的。我尤其關注書中關於高頻、高功率器件的應用及其發展趨勢的討論。作者在分析這些新器件的優勢時，不僅僅停留在理論層麵，還結閤瞭實際的應用案例，比如在新能源汽車、智能電網等領域，這些器件是如何發揮關鍵作用的。這讓我對未來的技術發展有瞭更清晰的預判，也為我的論文選題提供瞭不少靈感。雖然書中涉及的一些前沿技術，如氮化鎵（GaN）和碳化矽（SiC）器件的特性和製造，我還需要花費更多時間去深入研究，但作者提供的清晰脈絡和詳實資料，已經為我打下瞭堅實的基礎。這本書就像一本“未來科技指南”，指引著我對電力電子領域的前沿探索。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《電力半導體新器件及其製造技術》，就被其厚度吸引瞭。翻開後，首先映入眼簾的是大量的圖錶和公式，這預示著本書內容的技術性非常強，需要讀者具備一定的專業背景知識。對於我這樣剛剛接觸電力電子領域的研究生來說，這無疑是一個巨大的挑戰，也意味著需要投入大量的時間和精力去消化吸收。書中關於新型器件的介紹，例如MOSFET、IGBT的最新發展，以及SiC、GaN等寬禁帶材料的應用，都讓我看到瞭未來電力電子技術發展的方嚮。雖然我還在努力理解這些器件的工作原理和優勢，但作者對這些技術的深入分析和對比，為我提供瞭一個清晰的認識框架。尤其是在製造技術方麵，詳細描述瞭從晶圓製備到器件封裝的各個環節，這對於理解器件的性能和成本至關重要。這本書就像一位經驗豐富的導師，耐心地引導我一步步探索這個復雜而迷人的領域，雖然過程艱辛，但收獲定會豐厚。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在電力電子領域摸爬滾打多年的工程師，我一直在尋找能夠係統性提升我理論認知和實際操作能力的參考資料。這本書正是我所期待的。它在理論講解上深入淺齣，同時又緊密結閤瞭實際的製造工藝，這一點非常難得。我尤其欣賞作者在分析器件性能時，不僅僅關注其電氣參數，還深入探討瞭其物理極限和可靠性問題，這對於我們在實際應用中選擇和設計器件至關重要。書中關於器件的可靠性分析和測試方法，也給我留下瞭深刻印象，這在工程實踐中是常常被忽略卻又非常關鍵的一環。雖然我閱讀時可能更側重於某些具體器件和工藝章節，但整體的係統性讓我能夠更好地理解整個電力半導體産業鏈的內在聯係。這本書無疑為我今後的工作和學習提供瞭寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書讓我對電力半導體器件的製造工藝有瞭全新的認識。我一直以為製造工藝是很枯燥且機械化的過程，但這本書卻將其描繪得像一門精密的藝術。作者對每一個環節，無論是光刻、刻蝕，還是薄膜沉積，都進行瞭詳盡的闡述，並且結閤瞭大量的示意圖，讓我能夠直觀地理解那些復雜的化學和物理過程。特彆是一些關於材料選擇和工藝參數對器件性能影響的分析，讓我意識到瞭在製造過程中，微小的差異都可能導緻最終結果的巨大不同。這本書讓我明白，一個高性能的電力半導體器件，不僅僅是設計上的成功，更是製造技術上精益求精的體現。通過閱讀，我仿佛置身於一個高科技的無塵車間，親眼見證著一個個微小的奇跡是如何被創造齣來的。這種體驗，遠比單純的理論學習來得更為深刻和生動。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計相當不錯，封麵風格沉穩大氣，傳遞齣一種專業和厚重感。紙張的觸感也很好，印刷清晰，文字排版疏密得當，閱讀起來不會感到疲勞。初翻時，作者的序言和前言部分就展現瞭他深厚的學術功底和對該領域的熱情，能夠感受到作者在梳理和呈現這些前沿技術時的嚴謹態度。目錄的設置也很有條理，從基礎理論到具體器件，再到製造工藝，層層遞進，邏輯清晰，方便讀者根據自己的需求和興趣進行閱讀。雖然我目前還沒有深入閱讀到具體內容，但僅從這本書的整體呈現來看，它應該是一部值得認真對待的學術專著。它所涵蓋的知識領域，對於我目前的研究方嚮來說，可能需要一些基礎知識的鋪墊，但我相信通過耐心研讀，一定能從中獲得有益的啓發和深入的理解。總的來說，這本書給我留下瞭極好的第一印象，我期待著它能為我打開新世界的大門。