IGBT理论与设计
| 作者 |
| [印度]维诺德·库马尔·卡纳（Vinod Kumar Khanna）杨兵 |
| 丛书名 |
| 出版社 |
| 机械工业出版社* |
| ISBN |
| 9787111663522 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介 本书首先对不同类型的IGBT工作原理进行了介绍，然后从IGBT的结构出发，给出了IGBT中MOS结构和双极型结构的工作原理，接下来详细说明了它们如何影响IGBT的正向传导特性，详细研究了IGBT模型，包括静态、动态和电热行为，讨论了IGBT中的闩锁效应，以及预防闩锁的详细处理方法。借助计算机辅助设计工具深入研究了IGBT单元的设计技术，从结构、掺杂分布、沟道长度、跨导和正向压降、导通和开关损耗、单元布图和间距，以及缓冲层优化，直至场环和场板终端设计。本书还介绍了制造功率IGBT的工艺技术，对功率IGBT模块和相关的技术进行了讨论。对新的IGBT技术也进行了介绍。本书*后介绍了IGBT在电动机驱动，汽车点火控制、电源、焊接、感应加热等领域中的应用情况。本书涵盖内容广泛，讲述由浅入深。在各章中提供了大量实例以及附加问题，更加适合课堂教学，同时，每章后给出的参考文献将为研究人员提供关于IGBT一些有用的指导。 本书既可以满足电力电子技术和微电子技术中功率器件相关课程的学生需求，也可以满足专业工程师和技术人员进行IGBT研究的需求。 |
| 目录 |
| 译者序 原书前言 原书致谢 作者简介 第1章功率器件的演变和IGBT的出现1 11背景介绍1 12IGBT3 13IGBT的优缺点5 14IGBT的结构和制造8 15等效电路的表示9 16工作原理及电荷控制现象10 17电路建模11 18IGBT的封装选择15 19IGBT的操作注意事项15 110IGBT栅极驱动电路15 111IGBT的保护17 112小结18 练习题19 参考文献20 第2章IGBT基础和工作状态回顾24 21器件结构24 211横向IGBT和垂直IGBT24 212非穿通 IGBT和穿通 IGBT26 213互补器件31 22器件工作模式32 221反向阻断模式32 222正向阻断和传导模式33 23IGBT的静态特性35 231电流-电压特性35 232IGBT的转移特性37 24IGBT的开关行为37 241IGBT开启37 242具有电阻负载的IGBT开启38 243具有电感负载的IGBT开启40 244IGBT关断43 245带有电阻负载的IGBT关断45 246带有电感负载的IGBT关断47 247关断时间对集电极电压和电流的依赖性48 248NPT-IGBT和PT-IGBT的软开关性能49 249并联的考虑51 25安全工作区域52 251栅极电压振荡引起的不稳定性54 252可靠性测试54 26高温工作56 27辐射效应57 28沟槽栅极IGBT和注入增强型IGBT58 29自钳位 IGBT60 210IGBT的额定值和应用61 211小结64 练习题64 参考文献66 第3章IGBT中的MOS结构70 31一般考虑70 311MOS基本理论70 312功率MOSFET结构70 313MOSFET-双极型晶体管比较73 32MOS结构分析和阈值电压74 33MOSFET的电流-电压特性、跨导和漏极电阻82 34DMOSFET和UMOSFET的导通电阻模型84 341DMOSFET模型84 342UMOSFET模型86 35MOSFET等效电路和开关时间89 36安全工作区域91 37中子和伽马射线损伤效应92 38MOSFET的热行为93 39DMOSFET单元窗口和拓扑设计94 310小结95 练习题95 参考文献96 附录31式（32a）和式（32b）的推导97 附录32式（37）的推导98 附录33推导在强反型转变点的半导体体电势ψB和表面电荷Qs的公式100 附录34式（333）~式（336）的推导 101 附录35式（339）的推导103 附录36式（349）的推导104 第4章IGBT中的双极型结构106 41PN结二极管106 411内建电势0107 412耗尽层宽度xd和电容Cj111 413击穿电压VB112 414电流-电压(id-va)方程115 415反向恢复特性117 42PIN整流器118 43双极结型晶体管123 431静态特性和电流增益123 432功率晶体管开关126 433晶体管开关时间127 434安全工作区128 44晶闸管129 441晶闸管的工作状态129 442晶闸管的di/dt性能和反向栅极电流脉冲导致的关断失效131 443晶闸管的dv/dt额定值132 444晶闸管开启和关断时间133 45结型场效应晶体管134 46小结135 练习题135 参考文献136 附录41漂移和扩散电流密度137 附录42爱因斯坦方程139 附录43连续性方程及其解139 附录44连续性方程式（441）的解142 附录45式（450）的推导143 附录46电流密度式（455）和式（456）的推导147 附录47晶体管的端电流［式（457）和式（458）］150 附录48共基极电流增益αT［式（463）］153 第5章IGBT的物理建模156 51IGBT的PIN整流器- DMOSFET模型156 511基本模型公式156 512导通状态下IGBT漂移区的载流子分布158 513IGBT的正向压降 160 514导通状态下载流子分布的二维模型161 52通过PIN整流器-DMOSFET模型扩展的IGBT双极型晶体管-DMOSFET模型164 521正向传导特性164 522IGBT中MOSFET的正向压降168 523IGBT的有限集电极输出电阻169 53包含器件-电路相互作用的IGBT的双极型晶体管-DMOSFET模型171 531稳态正向传导状态171 532IGBT的动态模型及其开关行为174 533IGBT关断瞬态的状态方程176 534电感负载关断期间dV/dt的简化模型179 535IGBT的动态电热模型183 536电路分析模型参数的提取190 54小结190 练习题190 参考文献192 附录51式（58）的解194 附录52式（533）和式（534）的推导195 参考文献196 附录53式（535）的推导196 附录54式（538）的推导［式（535）的解］197 附录55式（540）~式（542）的推导198 附录56式（544）的推导199 附录57式（581）的推导和1-D线性元件等效导电网络的构建203 参考文献206 第6章IGBT中寄生晶闸管的闩锁207 61引言207 62静态闩锁209 63动态闩锁211 631具有电阻负载的对称IGBT的闩锁211 632具有电阻负载的非对称IGBT的闩锁214 633具有电感负载的对称IGBT的闩锁215 64闩锁的预防措施216 65沟槽栅极IGBT的闩锁电流密度231 66小结 232 练习题232 参考文献234 附录61式(615)的推导235 附录62式(620)的推导236 第7章IGBT单元的设计考虑238 71半导体材料选择和垂直结构设计238 711起始材料238 712 |
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