电力半导体器件_上册指南.doc

目 录 第一章 电力半导体器件的发展概况 5 1.1 电力半导体器件与电力电子技术 5 1.2 电力半导体器件的分类与发展 6 1.2.1 双极型电力半导体器件 6 1.2.2 MOS结构电力半导体器件 9 1.2.3电力整流管 12 1.2.4功率集成电路（PIC） 13 1.3新型半导体材料在电力半导体器件中的应用 13 第二章 电力整流管 15 2.1 电力整流二极管的基本结构和类型 15 2.1.1功率二极管的基本结构 15 2.1.2 功率整流管的基本类型 15 2.2 PN结二极管 16 2.2.1整流方程 16 2.3 PIN二极管 17 2.3.1 PIN二极管的一般理论 17 2.3.2 PIN二极管的正向特性 19 2.3.3降低二极管正向压降的途径 24 2.3.4 PIN二极管的反向恢复 26 2.4 二极管的反向耐压特性与耐压设计 28 2.4.1 单边突变结（P＋-N）结的雪崩击穿电压 28 2.4.2 P+NN+二极管的击穿电压 29 2.4.3二极管耐压的设计 30 2.5 表面造型与保护 32 2.5.1表面电场与表面击穿 32 2.5.2结的的边缘造型技术 33 2.5.3 整流管的表面造型 37 2.5.4 P-N结的表面钝化与保护 37 2.6 快速整流管 40 2.6.1 反向恢复时间 40 2.6.2 快速整流管高频应用的原理 40 2.6.3快速整流管的电参数 41 2.7 肖特基整流管 41 2.7.1肖特基势垒的伏安特性 41 2.7.2 肖特基整流管的结构及其电参数的特色 42 2.8 MPS二极管 43 2.8.1MPS二极管的结构 44 2.8.2 MPS二极管的静态特性 44 2.8.3瞬态特性 46 第三章 巨型晶体管(GTR) 48 3.1 达林顿晶体管 48 3.1.1简单级连达林顿晶体管 48 3.1.2 实用功率达林顿晶体管 49 3.1.3 功率达林顿晶体管中得电阻 50 3.1.4 R1阻值与Ib、Icm的关系 52 3.1.5 R1 、R2电阻阻值对器件开关特性得影响 53 3.2 功率达林顿器件的版图设计方法 54 3.3 功率达林顿器件的纵向结构与参数设计 55 3.3.1 高阻层厚度及电阻率的确定 56 3.3.2结深的控制原则 56 3.3.3基区表面浓度与次表面浓度对器件性能的影响 57 3.4 功率达林顿晶体管的特性曲线 58 3.4.1 BVEBO特性曲线 58 3.4.2 BVCEO曲线 58 3.4.3输出特性曲线 59 3.5 GTR模块及其特点 59 3.6 GTR芯片的设计 61 3.6.1发射区图形的设计 61 3.6.2 GTR芯片内部各管面积的分配 62 3.6.3 GTR芯片内部电阻R1~R3的设计 63 3.6.4芯片设计中电阻对GTR性能影响的定量分析 64 3.7 GTR结构的设计 64 3.7.1 GTR的内部结构 65 3.7.2 GTR的外部结构 67 3.7.3 GTR的电路结构 68 第四章 晶闸管静态特性 70 4.1 概述 70 4.1.1基本结构和基本特性 70 4.1.2基本工作原理 72 4.2 晶闸管的耐压能力 73 4.2.1PNPN结构的反向转折电压 73 4.2.2 PNPN结构的正向转折电压 75 4.2.3晶闸管的高温特性 76 4.3 晶闸管最佳阻断参数的确定 79 4.3.1最佳正、反向阻断参数的确定 79 4.3.2 λ因子设计法 82 4.3.3 P2区相关参数的估算 84 4.4 晶闸管的门极特性与门极参数的计算 89 4.4.1 晶闸管的触发方式 89 4.4.2 门极参数 93 4.4.3门极触发电流、触发电压的计算 93 4.3.3中心放大门极触发电流、电压的计算 96 4.5 晶闸管的通态特性 99 4.5.1通态特征分析 99 4.5.2 计算晶闸管正向压降的模型 101 4.5.3 正向压降的计算 103 第五章 晶闸管动态特性 109 5.1晶闸管的开通过程与特性 109 5.1.1 晶闸管开通时的电流电压变化 109 5.1.2 开通过程 111 5.1.3 开通时间 112 5.1.4 等离子区的扩展 115 5.1.5 开通过程中的功率损耗 118 5.2 通态电流临界上升率 119 5.2.1 开通过程中的电流上升率(di/dt) 119 5.2.2 提高di/dt耐量的措施 120 5.3 断态电压临界上升率 123 5.3.1 dv/dt引起的开通 123 5.3.2 提高dv/dt耐量的途径 124 5.4 关断特性 126 5.4.