目录

第一章 电力电子器件的发展概况

1.1双极功率晶体管

1.2晶闸管与可关断晶闸管（GTO）

1.3MOS控制晶闸管（MCT）

1.4功率MOSFET

1.5绝缘栅双极晶体管（IGBT）

1.6静电感应晶体管（SIT）与静电感应晶闸管（SITH）

1.7功率集成电路（PIC）

1.7.1高压集成电路（HVIC）

1.7.2智能功率集成电路（SPIC）

参考文献

2.1.1简单级连达林顿晶体管

2.1达林顿晶体管

第二章 巨型晶体管（GTR）

2.1.2实用功率达林顿晶体管

2.1.3功率达林顿晶体管中的电阻

2.1.4R1阻值与Ib、Icm的关系

2.1.5R1、R2电阻阻值对器件开关特性的影响

2.2功率达林顿器件的版图设计方法

2.3功率达林顿器件的纵向结构与参数设计

2.3.1高阻层厚度及电阻率的确定

2.3.2结深的控制原则

2.3.3基区表面浓度与次表面浓度对器件性能的影响

2.4功率达林顿晶体管的特性曲线

2.5GTR模块及其特点

2.6.1发射区图形的设计

2.6GTR的芯片设计

2.6.2GTR芯片内部各管面积的分配及布局

2.6.3GTR芯片内部电阻R1～R3的设计

2.6.4芯片设计中电阻对GTR性能影响的定量分析

2.7GTR的结构设计

2.7.1GTR的内部结构

2.7.2GTR的外部结构

2.7.3GTR的电路结构

2.7.4GTR模块的热阻

2.8GTR模块的并联使用

2.8.1均流

2.8.2并联使用GTR

习题与思考题

参考文献

第三章 晶闸管与GTO

3.1晶闸管的结构及工作原理 .

3.2晶闸管的主要参数及性能

3.2.1晶闸管的主要参数及意义

3.2.2晶闸管的di/dt、dv/dt耐量

3.2.3晶闸管的功率损耗

3.3晶闸管的派生器件

3.3.1几种主要派生器件简介

3.3.2双向晶闸管

3.3.3光控晶闸管

3.4GTO的结构及最新技术概况

3.5.1GTO的导通特性

3.5GTO的电特性与基本工作原理

3.5.2GTO的关断特性

3.5.3GTO的主要参数

3.6门极关断能力及再导通机理的分析

3.6.1影响ITM的主要因素

3.6.2GTO再导通机理的分析

3.7大容量GTO的设计与制造

3.7.1耐压设计

3.7.2a1与a2的设计

3.7.3电流集中现象与阴极图形

3.8GTO的改进

3.8.1高频双栅GTO

3.8.2高频逆导GTO

习题与思考题

参考文献

第四章 MOS控制晶闸管（MCT）

4.1MCT的结构及工作原理

4.2MCT关断能力的分析

4.2.1三种自关断器件的比较

4.2.2MCT的关断机理

4.2.3MCT的关断条件

4.3MCT的设计方法

4.3.1主要电学参数的设计

4.3.2元胞和器件的结构设计

4.3.3工艺设计

4.4.1双横向MOS控制晶闸管（BMCT）

4.4MCT器件的改进与发展

4.4.2耗尽型MOS控制晶闸管（DMT）

4.4.3发射极开关晶闸管（EST）

4.4.4基区电阻可控晶闸管（BRT）

习题与思考题

参考文献

第五章 功率MOSFET

5.1功率MOSFET的种类

5.1.1高压LDMOSFET

5.1.2VVMOSFET

5.2高压VDMOS器件的结构及工作原理

5.2.1器件结构及原理

5.2.2VDMOS器件的特点

5.3.1导通电阻Ron

5.3高压VDMOS器件的主要电学参数

5.3.2漏源电流IDS

5.3.3漏源击穿电压BVDS

5.3.4阈值电压Vth

5.4高压VDMOS器件的设计方法

5.4.1高压VDMOSFET的版图设计

5.4.2功率VDMOSFET的纵向结构及工艺设计

5.5功率VDMOSFET的设计考虑

5.5.1寄生电容的设计考虑

5.5.2大面积化的设计考虑

5.5.3功率VDMOSFET的安全工作区

习题与思考题

参考文献

6.1IGBT器件的结构及工作原理

第六章 绝缘栅双极晶体管（IGBT）

6.2IGBT器件的特性

6.2.1IGBT器件的开关特性

6.2.2IGBT器件的功率损耗特性

6.3IGBT器件的闭锁效应

6.3.1产生闭锁的条件

6.3.2闭锁特性的理论分析

6.4提高抗闭锁能力的具体措施

6.4.1减小短路电阻RS1

6.4.2背面定域P+扩散法与阳极短路法

6.4.3加一薄的N+缓冲层

6.5几个关键参数之间的折衷方案

6.5.1开关速度和正向压降的最佳化

6.4.5选择合理的栅源结构

6.4.4控制少数载流子寿命

6.5.2正向压降分别与阻断电压和闭锁电流的折衷关系

6.5.3阻断电压和开关速度的折衷关系

6.6IGBT器件的版图形式及优化设计

6.6.1元胞的种类

6.6.2元胞图形的优化设计

6.7IGBT器件的纵向结构及相关工艺

6.7.1IGBT器件的纵向结构及终端形式

6.7.2IGBT器件的相关技术及工艺

6.8IGBT的派生器件

6.8.1VDMOS-LIGBT

6.8.2CMDMOS器件

6.8.3IGBT器件的开发技术

习题与思考题

参考文献

第七章 静电感应晶体管（SIT）

7.1SIT的结构及工作原理

7.1.1SIT的结构

7.1.2SIT的I-V特性和电流传输机理

7.2SIT特性的理论分析

7.2.1SIT直流特性分析

7.2.2二维电势函数

7.2.3电流分析

7.3.1结构参数的影响

7.3影响SIT器件I-V特性的主要参数

7.3.2沟道串联电阻及温度的影响

7.4SIT的制造技术及工艺

7.4.1表面栅结构SIT的制造

7.4.2埋栅结构SIT的制造

7.5双极静电感应晶体管（BSIT）的基本结构

7.6BSIT主要电参数分析

7.6.1阻断电压VDS

7.6.2电流增益hFS

7.6.3动态饱和压降

7.6.4导通电阻

习题与思考题

参考文献

8.1SITH器件的基本结构

8.1.1埋栅型SITH

第八章 静电感应晶闸管（SITH）

8.1.2平面型SITH与垂直沟道型SITH

8.1.3带N缓冲层的SITH

8.1.4阳极短路型SITH

8.1.5DTT型SITH

8.2SITH的基本特性和作用机制

8.2.1SITH的正向导通特性

8.2.2SITH的正向阻断特性

8.2.3SITH的反向阻断特性

8.3SITH的动态特性

8.3.1反向恢复特性与关断时间

8.3.2di/dt容量

8.3.3dv/dt容量

8.4SITH的高温特性

8.4.1高温反向阻断容量

8.4.2高温正向阻断特性

8.5SITH的设计与制造

8.5.1设计与制造中需要考虑的几个问题

8.5.2SITH制造的工艺过程

习题与思考题

参考文献

第九章 功率集成电路（PIC）

9.1SPIC的相关技术

9.1.1隔离技术

9.1.2SDB技术

9.1.3结的终端技术

9.2.1高压IC的组成

9.2高压IC-HVIC的设计

9.2.2高压IC的设计举例

9.2.3高压IC工艺

9.2.4高压功率IC的设计考虑

9.3Smart功率IC的设计

9.3.1SPIC的基本组成

9.3.2SPIC的保护电路

9.3.3SPIC的参数设计

9.3.4SPIC的设计举例

习题与思考题

参考文献

10.1器件模拟的基础知识

10.1.1有限元方法

第十章 电力电子器件的计算机模拟

10.1.2有限差分法

10.2电力电子器件数值分析程序简介

10.2.1二维半导体器件模拟器PISCES-Ⅱ

10.2.2高压与功率器件数值分析程序GEDS

10.2.3半导体器件模拟程序SEDAN

10.3电力电子器件的二维模拟实例

10.3.1IGBT器件的PISCES模拟过程分析

10.3.2GTR的二维数值模拟

10.4通用电路模拟程序在电力电子器件仿真中的应用

10.4.1SPICE及PSPICE中电力电子器件的仿真模型

10.4.2模型参数的提取

10.4.3几种电力电子器件的SPICE和PSPICE仿真实例

习题与思考题

参考文献