電力半導(dǎo)體器件原理與應(yīng)用

內(nèi)容概要

《電力半導(dǎo)體器件原理與應(yīng)用》由袁立強(qiáng)、趙爭鳴、宋高升、王正元編著，力求從電力半導(dǎo)體器件應(yīng)用的角度來詮釋和分析其基本原理和應(yīng)用特性。全書共分為8章，第1章主要闡述電力半導(dǎo)體器件的基本功能和用途；第2章介紹半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)，包括半導(dǎo)體與導(dǎo)體、絕緣體，原子中的電子能級，晶體中的能帶等；第3章闡述雙極型電力半導(dǎo)體器件基本原理，包括單pn結(jié)器件及多pn結(jié)特性；第4章介紹單極型及混合型器件電力半導(dǎo)體器件基本原理，涉及結(jié)型場效應(yīng)器件、靜電感應(yīng)器件、功率mosfet器件、混合型器件igbt和混合型器件igct等；第5章敘述電力半導(dǎo)體器件的特性和參數(shù)，包括雙穩(wěn)態(tài)和雙瞬態(tài)的基本工作狀態(tài)，通態(tài)特性、阻態(tài)特性、開通過程、關(guān)斷過程、觸發(fā)特性以及系統(tǒng)安全工作區(qū)等；第6章重點(diǎn)分析了電力半導(dǎo)體器件應(yīng)用特性，包括電力半導(dǎo)體器件的串、并聯(lián)使用、電力半導(dǎo)體器件可靠性和失效分析以及電力半導(dǎo)體器件的保護(hù)等；第7章進(jìn)一步分析了變換器中電力半導(dǎo)體器件應(yīng)用特性，著重考慮電力半導(dǎo)體器件與變換器中其他因素之間的關(guān)系；第8章介紹適用于變換器仿真的電力半導(dǎo)體器件建模，以為變換器主回路優(yōu)化設(shè)計(jì)所用。
《電力半導(dǎo)體器件原理與應(yīng)用》可作為電機(jī)系統(tǒng)及其控制、電力電子與電力傳動(dòng)等學(xué)科研究生專業(yè)課程的參考書，也可供從事電力電子技術(shù)應(yīng)用的科技人員和有關(guān)科技管理人員參考。

書籍目錄

序言
前言
第1章　緒論
　1.1　電力半導(dǎo)體器件的基本功能和用途
　1.2　電力半導(dǎo)體器件的基本分類和應(yīng)用
　　1.2.1　按照電力半導(dǎo)體器件控制特性分類
　　1.2.2　按照電力半導(dǎo)體器件發(fā)展分類
　　1.2.3　按照電力半導(dǎo)體器件驅(qū)動(dòng)方式分類
　　1.2.4　按照電力半導(dǎo)體器件中載流子性質(zhì)分類
　1.3　di/dt和du/dt在電力半導(dǎo)體器件中的特殊意義
　1.4　電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展
　參考文獻(xiàn)
第2章　半導(dǎo)體器件的物理基礎(chǔ)
　2.1　半導(dǎo)體與導(dǎo)體、絕緣體
　2.2　原子中的電子能級
　　2.2.1　孤立原子中的電子能級
　　2.2.2　兩個(gè)原子之間的共價(jià)鍵
　2.3　晶體中的能帶
　　2.3.1　晶體中的能級——能帶
　　2.3.2　晶體中的禁帶寬度
　　2.3.3　半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)
　2.4　本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體
　　2.4.1　電子與空穴
　　2.4.2　費(fèi)米?狄拉克分布
　　2.4.3　從本征半導(dǎo)體到雜質(zhì)半導(dǎo)體
　　2.4.4　雜質(zhì)半導(dǎo)體的關(guān)鍵參數(shù)
　2.5　半導(dǎo)體中的載流子運(yùn)動(dòng)
　　2.5.1　電離與復(fù)合
　　2.5.2　布朗運(yùn)動(dòng)
　　2.5.3　漂移運(yùn)動(dòng)
　　2.5.4　擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)
　參考文獻(xiàn)
第3章　雙極型電力半導(dǎo)體器件基本原理
　3.1　單pn結(jié)器件運(yùn)行原理
　　3.1.1　pn結(jié)的基本結(jié)構(gòu)
　　3.1.2　平衡條件下的pn結(jié)
　　3.1.3　偏置條件下的pn結(jié)
　3.2　pn結(jié)的運(yùn)行特性
　　3.2.1　pn結(jié)的擊穿與穿通
　　3.2.2　pn結(jié)的電容效應(yīng)
　　3.2.3　pn結(jié)器件的電路特性
　3.3　pin器件運(yùn)行原理
　　3.3.1　pin二極管基本結(jié)構(gòu)和正偏置下的行為
　　3.3.2　pin二極管的恢復(fù)特性
　3.4　三層兩結(jié)器件運(yùn)行原理
　　3.4.1　雙極晶體管的基本結(jié)構(gòu)
　　3.4.2　雙極晶體管中pn結(jié)的相互作用
　3.5　四層三結(jié)器件運(yùn)行原理
　　3.5.1　晶閘管的基本結(jié)構(gòu)
　　3.5.2　晶閘管的基本工作原理
　　3.5.3　gto的基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理
　參考文獻(xiàn)
第4章　單極型及混合型電力半導(dǎo)體器件基本原理
　4.1　肖特基勢壘器件
　　4.1.1　肖特基勢壘
　　4.1.2　肖特基二極管的基本結(jié)構(gòu)
　　4.1.3　肖特基二極管的基本工作原理
　4.2　結(jié)型場效應(yīng)器件和靜電感應(yīng)器件
　　4.2.1　結(jié)型場效應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu)
　　4.2.2　結(jié)型場效應(yīng)晶體管的基本工作原理
　　4.2.3　靜電感應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
　　4.2.4　靜電感應(yīng)晶閘管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
　4.3　功率mosfet
　　4.3.1　mos結(jié)構(gòu)
　　4.3.2　mosfet的基本結(jié)構(gòu)
　　4.3.3　mosfet的基本工作原理
　　4.3.4　功率mosfet
　4.4　混合型器件igbt
　　4.4.1　igbt的基本結(jié)構(gòu)
　　4.4.2　igbt的基本開關(guān)原理
　　4.4.3　igbt結(jié)構(gòu)的一些演變
　　4.5　混合型器件igct
　　4.5.1　igct的基本結(jié)構(gòu)
　　4.5.2　igct的工作原理
　參考文獻(xiàn)
第5章　電力半導(dǎo)體器件的特性和參數(shù)
　5.1　雙穩(wěn)態(tài)和雙瞬態(tài)的基本工作狀態(tài)
　　5.1.1　特性與參數(shù)關(guān)系
　　5.1.2　雙穩(wěn)態(tài)與雙瞬態(tài)
　　5.1.3　額定值與特征值
　5.2　通態(tài)特性及其參數(shù)
　　5.2.1　單極型器件的通態(tài)特性與參數(shù)
　　5.2.2　雙極型和混合型器件的通態(tài)特性與參數(shù)
　　5.2.3　通態(tài)中的電阻及并聯(lián)特性
　5.3　阻態(tài)特性及其參數(shù)
　　5.3.1　器件的阻態(tài)特性及其參數(shù)
　　5.3.2　陰極(陽極)短路發(fā)射極結(jié)構(gòu)
　　5.3.3　穿通與擊穿
　5.4　開通過程及參數(shù)
　　5.4.1　器件開通的物理過程
　　5.4.2　典型器件的開通過程
　　5.4.3　放大門極結(jié)構(gòu)(ag)
　5.5　關(guān)斷過程及其參數(shù)
　　5.5.1　器件關(guān)斷的物理過程
　　5.5.2　典型器件的關(guān)斷特性
　　5.5.3　反向恢復(fù)特性
　5.6　觸發(fā)的類型和特性
　　5.6.1　觸發(fā)過程的物理現(xiàn)象及參數(shù)
　　5.6.2　典型器件的觸發(fā)特性及其參數(shù)
　5.7　器件特性及系統(tǒng)安全工作區(qū)
　　5.7.1　電力半導(dǎo)體器件特性對比
　　5.7.2　變換器系統(tǒng)安全工作區(qū)
　參考文獻(xiàn)
第6章　電力半導(dǎo)體器件應(yīng)用特性分析
　6.1　電力半導(dǎo)體器件的串、并聯(lián)使用
　　6.1.1　電力半導(dǎo)體器件的并聯(lián)使用
　　6.1.2　電力半導(dǎo)體器件的串聯(lián)使用
　6.2　電力半導(dǎo)體器件可靠性和失效分析
　　6.2.1　電力半導(dǎo)體器件可靠性概述
　　6.2.2　電力半導(dǎo)體器件失效分析
　　6.2.3　igbt的失效分析
　　6.2.4　igct的失效分析
　6.3　電力半導(dǎo)體器件的保護(hù)
　　6.3.1　電力半導(dǎo)體器件保護(hù)簡述
　　6.3.2　igbt的保護(hù)
　　6.3.3　igct的保護(hù)
　參考文獻(xiàn)
第7章　變換器中電力半導(dǎo)體器件應(yīng)用特性分析
　7.1　電力電子變換器的基本換流行為
　　7.1.1　變換器的常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
　　7.1.2　理想基本拓?fù)鋯卧皳Q流行為
　　7.1.3　基于電力半導(dǎo)體特性的變換器換流行為
　7.2　吸收電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)及優(yōu)化
　　7.2.1　線性吸收電路的假設(shè)和定義
　　7.2.2　線性吸收電路的參數(shù)優(yōu)化和分析
　　7.2.3　igbt吸收電路
　　7.2.4　igct吸收電路
　7.3　電力半導(dǎo)體器件特性的相互影響范例分析
　　7.3.1　基于igct的三電平逆變器基本換流方式
　　7.3.2　三電平逆變器中器件穩(wěn)態(tài)特性相互影響
　　7.3.3　三電平逆變器中器件暫態(tài)特性相互影響
　參考文獻(xiàn)
第8章　適用于變換器仿真的電力半導(dǎo)體器件建模
　8.1　變換器仿真中的電力半導(dǎo)體器件建模
　　8.1.1　對變換器仿真的基本理解
　　8.1.2　變換器中器件建模分類
　　8.1.3　半導(dǎo)體器件的基本物理現(xiàn)象
　　8.1.4　半導(dǎo)體器件的基本仿真方法
　8.2　適用于變換器仿真的igbt模型
　　8.2.1　igbt工作機(jī)理數(shù)學(xué)描述
　　8.2.2　igbt模型的參數(shù)提取和模型實(shí)現(xiàn)
　　8.2.3　實(shí)驗(yàn)和仿真
　　8.2.4　igbt模型的應(yīng)用
　8.3　適用于變換器仿真的igct模型
　　8.3.1　igct功能型模型簡述
　　8.3.2　igct模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)求解
　　8.3.3　igct仿真與實(shí)驗(yàn)對比
　　8.3.4　igct模型的應(yīng)用
　8.4　變換器中的開關(guān)器件損耗計(jì)算以及熱路分析
　　8.4.1　器件損耗及熱阻模型
　　8.4.2　基于igbt的兩電平變換器損耗分析范例
　　8.4.3　基于igct的三電平變換器損耗分析范例
　　8.4.4　不同封裝器件熱路分析對比
參考文獻(xiàn)

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