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IGBT器件:物理、設計與應用(簡體書)
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商品簡介
作者簡介
目次

商品簡介

《IGBT器件――物理、設計與應用》從IGBT發明開始,介紹了IGBT的模型和基本工作原理、各種元胞結構、設計與製造工藝、封裝與驅動、安全工作區等,並給出了在多達十幾個行業中的具體應用,包括應用電路和參數指標等。本書內容深入淺出,適合電力電子、微電子、功率器件、功率IC設計與製造領域的研究人員、技術人員閱讀,也可作為高等院校相關專業本科生和研究生的參考書。

作者簡介

賈揚‧巴利加,國際公認的功率半導體器件領域的專家。

目次

譯者序
原書序
原書前言
作者簡介
第1章 緒論1
1.1 IGBT應用範圍2
1.2 基本的IGBT器件結構2
1.3 IGBT發展和商業化歷史3
1.4 功率等級的擴展8
1.5 總結10
參考文獻11
第2章 IGBT的結構和工作模式13
2.1 對稱的D-MOS結構13
2.2 非對稱的D-MOS結構14
2.3 溝槽柵IGBT結構15
2.4 透明集電極IGBT結構16
2.5 新穎的IGBT結構16
2.6 橫向IGBT結構18
2.7 互補的IGBT結構19
2.8 總結19
參考文獻19
第3章 IGBT結構設計21
3.1 閾值電壓21
3.2 對稱結構IGBT 22
3.2.1 阻斷電壓23
3.2.2 開態特性24
3.2.3 積累電荷27
3.2.4 關斷波形29
3.2.5 關斷損耗31
3.2.6 能量損耗折中曲線31
3.3 非對稱結構IGBT 33
3.3.1 阻斷電壓33
3.3.2 開態特性35
3.3.3 積累電荷39
3.3.4 關斷波形41
3.3.5 關斷損耗44
3.3.6 能量損耗折中曲線47
3.4 透明集電極IGBT 50
3.4.1 阻斷電壓50
3.4.2 開態特性51
3.4.3 積累電荷55
3.4.4 關斷波形55
3.4.5 關斷損耗58
3.4.6 能量損耗折中曲線59
3.5 SiC IGBT 62
3.5.1 N型非對稱SiC IGBT 62
3.5.2 阻斷電壓63
3.5.3 導通電壓降65
3.5.4 關斷特性67
3.5.5 關斷損耗70
3.6 優化非對稱結構SiC IGBT結構70
3.6.1 優化結構設計70
3.6.2 導通電壓降71
3.6.3 關斷特性72
3.6.4 能量損耗折中曲線73
3.6.5 最大工作頻率75
3.7 總結76
參考文獻76
第4章 安全工作區設計79
4.1 寄生晶閘管79
4.2 抑制寄生晶閘管80
4.2.1 深P+擴散80
4.2.2 減小柵氧化層厚度81
4.2.3 空穴電流分流結構84
4.2.4 器件元胞拓撲85
4.2.5 抑制閂鎖器件結構88
4.3 安全工作區89
4.3.1 正偏SOA 90
4.3.2 反偏SOA 92
4.3.3 短路SOA 93
4.4 新型矽器件結構94
4.5 碳化矽器件95
4.6 總結95
參考文獻96
第5章 芯片設計、保護和製造97
5.1 有源區97
5.2 柵極壓焊塊設計99
5.3 邊界終端設計101
5.4 集成傳感器103
5.4.1 過電流保護103
5.4.2 過電壓保護106
5.4.3 過溫保護107
5.5 平面柵器件製造工藝108
5.6 溝槽柵器件製造工藝110
5.7 壽命控制113
5.8 總結114
參考文獻115
第6章 封裝和模塊設計117
6.1 分立器件的封裝117
6.2 改進的分立器件封裝119
6.3 基本的功率模塊120
6.4 扁平封裝的功率模塊122
6.5 無金屬基板的功率模塊123
6.6 智能功率模塊124
6.6.1 雙列直插型封裝124
6.6.2 智能功率單元126
6.7 可靠性126
6.8 總結127
參考文獻128
第7章 門驅動電路設計129
7.1 基本的門驅動129
7.2 非對稱的門驅動130
7.3 兩級門驅動130
7.4 有源柵電壓控制131
7.5 可變的柵電阻驅動132
7.6 數字的門驅動133
7.7 小結134
參考文獻135
第8章 IGBT模型136
8.1 基於物理機制的電路模型136
8.1.1 SABER NPT-IGBT電路模型136
8.1.2 SABER PT-IGBT電路模型139
8.1.3 SABER IGBT電熱模型141
8.1.4 SABER IGBT1模型142
8.2 IGBT模擬行為模型143
8.3 模型參數提取144
8.4 總結145
參考文獻145
第9章 IGBT應用:運輸146
9.1 汽油驅動的汽車146
9.1.1 凱特林機械點火系統146
9.1.2 電子點火系統146
9.1.3 點火IGBT設計147
9.1.4 雙電壓鉗位的點火IGBT設計149
9.1.5 智能點火IGBT設計151
9.1.6 點火IGBT產品151
9.2 電動和混合動力電動汽車152
9.2.1 電動汽車逆變器設計152
9.2.2 電動汽車IGBT芯片設計155
9.2.3 電動汽車再生制動156
9.3 電動汽車充電站157
9.3.1 電動汽車充電要求157
9.3.2 電動汽車充電電路157
9.4 電動公共汽車159
9.4.1 電動公共汽車控制電路160
9.4.2 電動公共汽車充電161
9.5 有軌電車和無軌電車162
9.6 地鐵和機場火車164
9.7 電力機車166
9.7.1 直流電源總線166
9.7.2 交流電源總線167
9.7.3 多系統電力機車168
9.8 柴油電力機車168
9.9 高速電氣火車169
9.9.1 電動機驅動拓撲結構169
9.9.2 IGBT模塊設計171
9.10 船舶推進裝置172
9.10.1 滾裝貨輪174
9.10.2 遊輪174
9.10.3 液化天然氣運輸船175
9.10.4 船舶電路斷路器175
9.11 全電飛機177
9.11.1 DC-DC轉換器178
9.11.2 DC-AC逆變器178
9.11.3 機電飛機舵機執行器179
9.11.4 無刷直流電動機驅動179
9.11.5 IGBT模塊179
9.11.6 IGBT的宇宙射線失效180
9.12 總結180
參考文獻180
第10章 IGBT應用:工業185
10.1 工業電動機驅動185
10.2 用於電動機控制的可調速驅動186
10.3 脈寬調製的可調速驅動187
10.3.1 脈寬調製波形187
10.3.2 功率損耗折中曲線189
10.3.3 功率損耗分析191
10.4 工廠自動化192
10.4.1 互補的IGBT 193
10.4.2 P溝道IGBT設計194
10.5 機器人19

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