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。



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	目錄譯者序原書序原書前言作者簡介第1章緒論 1.1 IGBT應用範圍 1.2 基本的IGBT器件結構 1.3 IGBT發展和商業化歷史 1.4 功率等級的擴展第2章 IGBT的結構和工作模式 2.1 對稱的D-MOS結構 2.2 非對稱的D-MOS結構 2.3 溝槽柵IGBT結構 2.4 透明集電極IGBT結構 2.5 新穎的IGBT結構 2.6 橫向IGBT結構 2.7 互補的IGBT結構第3章 IGBT結構設計 3.1 閾值電壓 3.2 對稱結構IGBT 3.2.1 阻斷電壓 3.2.2 開態特性 3.2.3 積累電荷 3.2.4 關斷波形 3.2.5 關斷損耗 3.2.6 能量損耗折中曲線 3.3 非對稱結構IGBT 3.3.1 阻斷電壓 3.3.2 開態特性 3.3.3 積累電荷 3.3.4 關斷波形 3.3.5 關斷損耗 3.3.6 能量損耗折中曲線 3.4 透明集電極IGBT 3.4.1 阻斷電壓 3.4.2 開態特性 3.4.3 積累電荷 3.4.4 關斷波形 3.4.5 關斷損耗 3.4.6 能量損耗折中曲線 3.5 SiC IGBT 3.5.1 N型非對稱SiC IGBT 3.5.2 阻斷電壓 3.5.3 導通電壓降 3.5.4 關斷特性 3.5.5 關斷損耗 3.6 優化非對稱結構SiC IGBT結構 3.6.1 優化結構設計 3.6.2 導通電壓降 3.6.3 關斷特性 3.6.4 能量損耗折中曲線 3.6.5 工作頻率第4章安全工作區設計 4.1 寄生晶閘管 4.2 抑制寄生晶閘管 4.2.1 深P+擴散 4.2.2 減小柵氧化層厚度 4.2.3 空穴電流分流結構 4.2.4 器件元胞拓撲 4.2.5 抑制閂鎖器件結構 4.3 安全工作區 4.3.1 正偏SOA 4.3.2 反偏SOA 4.3.3 短路SOA 4.4 新型矽器件結構 4.5 碳化矽器件第5章晶片設計?保護和製造 5.1 有源區 5.2 柵極壓焊塊設計 5.3 邊界終端設計 5.4 集成感測器 5.4.1 過電流保護 5.4.2 過電壓保護 5.4.3 過溫保護 5.5 平面柵器件製造工藝 5.6 溝槽柵器件製造工藝 5.7 壽命控制第6章封裝和模組設計 6.1 分立器件的封裝 6.2 改進的分立器件封裝 6.3 基本的功率模組 6.4 扁平封裝的功率模組 6.5 無金屬基板的功率模組 6.6 智慧功率模組 6.6.1 雙列直插型封裝 6.6.2 智慧功率單元 6.7 可靠性第7章門驅動電路設計 7.1 基本的門驅動 7.2 非對稱的門驅動 7.3 兩級門驅動 7.4 有源柵電壓控制 7.5 可變的柵電阻驅動 7.6 數位的門驅動第8章 IGBT模型 8.1 基於物理機制的電路模型 8.1.1 SABER NPT-IGBT電路模型 8.1.2 SABER PT-IGBT電路模型 8.1.3 SABER IGBT電熱模型 8.1.4 SABER IGBT1模型 8.2 IGBT類比行為模型 8.3 模型參數提取第9章 IGBT應用：運輸 9.1 汽油驅動的汽車 9.1.1 凱特林機械點火系統 9.1.2 電子點火系統 9.1.3 點火IGBT設計 9.1.4 雙電壓鉗位元的點火IGBT設計 9.1.5 智慧點火IGBT設計 9.1.6 點火IGBT產品 9.2 電動和混合動力電動汽車 9.2.1 電動汽車逆變器設計 9.2.2 電動汽車IGBT晶片設計 9.2.3 電動汽車再生制動 9.3 電動汽車充電站 9.3.1 電動汽車充電要求 9.3.2 電動汽車充電電路 9.4 電動公共汽車 9.4.1 電動公共汽車控制電路 9.4.2 電動公共汽車充電 9.5 有軌電車和無軌電車 9.6 地鐵和機場火車 9.7 電力機車 9.7.1 直流電源匯流排 9.7.2 交流電源匯流排 9.7.3 多系統電力機車 9.8 柴油電力機車 9.9 高速電氣火車 9.9.1 電動機驅動拓撲結構 9.9.2 IGBT模組設計 9.10 船舶推進裝置 9.10.1 滾裝貨輪 9.10.2 遊輪 9.10.3 液化天然氣運輸船 9.10.4 船舶電路斷路器 9.11 全電飛機 9.11.1 DC-DC轉換器 9.11.2 DC-AC逆變器 9.11.3 機電飛機舵機執行器 9.11.4 無刷直流電動機驅動 9.11.5 IGBT模組 9.11.6 IGBT的宇宙射線失效第10章 IGBT應用：工業 10.1 工業電動機驅動 10.2 用於電動機控制的可調速驅動 10.3 脈寬調製的可調速驅動 10.3.1 脈寬調製波形 10.3.2 功率損耗折中曲線 10.3.3 功率損耗分析 10.4 工廠自動化 10.4.1 互補的IGBT 10.4.2 P溝道IGBT設計 10.5 機器人 10.5.1 無電纜線的功率供給 10.5.2 工業機器人控制器 10.5.3 線性執行器 10.5.4 可移動的門式起重機機器人 10.6 焊接 10.6.1 巴克降壓轉換器 10.6.2 變壓器耦合供電 10.6.3 雙重效用電源 10.6.4 機器人弧焊 10.6.5 消耗性電極焊接 10.6.6 焊接用IGBT的優化 10.7 感應加熱 10.7.1 鍛造?退火和管狀焊接 10.7.2 流體加熱 10.7.3 金屬熔化爐 10.7.4 用於感應加熱的IGBT設計 10.8 銑削和鑽孔機 10.8.1 高速銑削機 10.8.2 高速鑽孔機 10.8.3 高速電火花加工 10.9 軋鋼廠和造紙廠 10.9.1 金屬行業 10.9.2 紙漿和造紙工業 10.10 靜電除塵器 10.11 紡織廠 10.12 開採和挖掘 10.13 工業用IGBT的優化第11章 IGBT應用：照明 11.1 三位一體白熾燈 11.2 緊湊型螢光燈 11.2.1 緊湊型螢光燈發光原理 11.2.2 半橋鎮流器拓撲 11.2.3 功率電晶體的比較 11.2.4 自激鎮流器拓撲 11.2.5 功率因數校正 11.2.6 用於緊湊型螢光燈中的分立IGBT設計 11.2.7 用於緊湊型螢光燈中的集成IGBT設計 11.3 發光二極體 11.3.1 LED驅動器 11.4 閃光燈 11.4.1 閃光電路 11.4.2 用於閃光燈的IGBT設計 11.4.3 專業閃光燈 11.5 氙短弧燈 11.5.1 汽車車頭燈 11.5.2 電影院放映機 11.6 頻閃成像 11.7 可調光源 11.8 快速熱退火第12章 IGBT應用：消費類電子 12.1 大型家用電器 12.1.1 空調（熱泵） 12.1.2 電冰箱 12.1.3 洗衣機 12.1.4 微波爐 12.1.5 電磁爐 12.1.6 洗碗機 12.2 小型家用電器 12.2.1 可擕式電磁爐和電飯煲 12.2.2 食物處理器（攪碎機，榨汁機，混合器） 12.2.3 真空吸塵器 12.3 電視機 12.3.1 帶有陰極射線管的電視機 12.3.2 等離子電視機 12.3.3 預調節器電路 12.4 應用於消費類電子的IGBT優化 12.4.1 應用於電動機驅動的IGBT優化 12.4.2 應用於電磁爐的IGBT優化 12.4.3 應用於電視機的IGBT優化 12.4.4 應用於功率因數校正的IGBT優化第13章 IGBT應用：醫療 13.1 X射線機 13.1.1 串並聯諧振電源 13.1.2 雙模電源 13.2 電腦斷層掃描 13.2.1 脈寬調製諧振轉換器電源 13.2.2 旋轉機架中的諧振逆變器電源 13.2.3 固定機架中的諧振逆變器電源 13.3 磁共振成像 13.3.1 雙並行四象限直流斬波功率放大器 13.3.2 四並行全橋功率放大器 13.3.3 堆疊式三橋功率放大器 13.3.4 多輸出相移功率放大器 13.3.5 級聯電壓補償電源 13.3.6 超級電容儲能式電源 13.4 醫學超聲波檢查 13.4.1 超聲波檢查原理 13.4.2 脈衝電源 13.5 除顫器 13.5.1 自動體外除顫器 13.5.2 自動體外除顫器中的能量產生和脈衝形成 13.5.3 植入式心律轉複除顫器 13.5.4 用於外科手術的心律轉複除顫器 13.6 醫療同步加速器 13.6.1 AO勵磁線圈電源 13.6.2 群馬勵磁線圈電源 13.7 醫療鐳射 13.7.1 脈衝壓縮網路電源 13.7.2 電容放電式電源 13.7.3 串並聯變壓器式電源 13.8 應用於醫療的IGBT設計第14章 IGBT應用：國防 14.1 電力電子構建模組 14.1.1 PEBB-1?PEBB-2和PEBB-3 14.1.2 海上變頻器 14.1.3 並聯型有源電力濾波器 14.2 電動軍艦 14.2.1 推進驅動選擇 14.2.2 海軍艦船的動力分佈 14.2.3 固態傳輸開關 14.2.4 固態斷路器 14.3 航空母艦 14.3.1 軌道炮炮彈發射器 14.3.2 飛機發射器 14.4 核動力與柴電潛艇 14.4.1 安靜的電驅動 14.4.2 IGBT能量迴圈 14.5 軍車 14.5.1 雙向直流-直流轉換器 14.6 空軍噴氣式飛機 14.6.1 電力分佈架構 14.6.2 可擕式軌道炮 14.7 導彈防禦 14.7.1 雷達發射機 14.7.2 速調管雷達電源 14.7.3 多普勒雷達脈衝電源 14.7.4 靈活的鏡面雷達 14.7.5 用於戰區導彈防禦的地面雷達 14.8 用於國防的IGBT 14.8.1 脈衝功率容量 14.8.2 可靠性第15章 IGBT應用：可再生能源 15.1 水力發電 15.1.1 大型電站 15.1.2 小型電站 15.1.3 分離電壓和頻率控制器 15.1.4 輔助發電單元 15.2 光伏能源 15.2.1 光伏逆變器的拓撲結構 15.2.2 基於高效高可靠性逆變器概念的光伏逆變器 15.2.3 三相光伏逆變器 15.2.4 非隔離互動式光伏逆變器 15.2.5 非隔離降壓-升壓光伏逆變器 15.2.6 光伏逆變器功率點跟蹤電路 15.2.7 電流源光伏逆變器 15.2.8 三相電流源光伏逆變器 15.2.9 商業光伏轉換器 15.2.10 光伏能量存儲 15.2.11 應用於光伏的IGBT 15.3 風能 15.3.1 風力發電機的配置 15.3.2 基本轉換器的拓撲結構 15.3.3 海上風電安裝 15.3.4 中國沿海風電安裝 15.3.5 歐洲沿海風電安裝 15.3.6 單機風電安裝 15.3.7 應用於風電的IGBT 15.4 波浪能 15.4.1 魚鷹波能 15.4.2 波龍能源 15.4.3 螺紋浮標能 15.5 潮汐能 15.6 地熱能 15.6.1 發電體系結構第16章 IGBT應用：電力傳輸 16.1 高壓直流傳輸 16.2 高壓直流組件 16.3 高壓直流趨勢 16.3.1 格拉茨橋 16.3.2 基於電流源轉換器的高壓直流拓撲 16.3.3 靜態同步補償器 16.4 交流電力傳輸 16.4.1 靈活的交流輸電系統 16.4.2 靜態無功補償器 16.4.3 靜態同步補償器 16.4.4 輕型靜態無功補償器 16.4.5 在中國應用的靜態無功補償器和靜態同步補償器 16.4.6 城市的靜態同步補償器設計 16.5 高壓直流背靠背轉換器 16.6 離岸電力傳輸 16.6.1 石油鑽井平臺的電力傳輸 16.6.2 風電場輸電 16.7 優質電力園區 16.8 應用於電力傳輸的IGBT設計第17章 IGBT應用:金融 17.1 電源設備 17.2 電源可靠性和品質 17.3 動態電壓恢復器 17.4 不斷電供應系統 17.4.1 富士電機公司的200kV?A不斷電供應系統 17.4.2 藤倉公司的10kV?A不斷電供應系統 17.4.3 東芝公司的500kV?A不斷電供應系統 17.4.4 湯淺公司的3kV?A不斷電供應系統 17.4.5 大金公司的不斷電供應系統 17.4.6 單級不斷電供應系統拓撲 17.4.7 無變壓器的300kV?A不斷電供應系統 17.5 優質的電力園區 17.6 應用於不斷電供應系統的IGBT設計第18章 IGBT應用：其他 18.1 智能家居 18.1.1 智慧插座和智慧開關 18.1.2 智慧功率模組 18.2 列印和影印機 18.3 感應電力傳輸 18.3.1 舞臺照明 18.3.2 嵌入式電動車充電器 18.4 機場安全X射線掃描器 18.5 脈衝電源 18.5.1 馬克思高壓脈衝發生器 18.5.2 離子注入 18.6 粒子物理 18.6.1 斯坦福直線加速器 18.6.2 國際直線對撞機 18.6.3 費米實驗室主注入機 18.6.4 日本強子設施 18.6.5 歐洲核子研究中心的大型強子對撞機 18.7 脈衝雷射器 18.8 食品 18.9 水處理 18.9.1 18.9.2 海水淡化 18.9.3 汙水處理 18.9.4 水管的污染 18.10 石油開採 18.10.1 油管加熱 18.10.2 海下石油開採 18.10.3 阿薩巴斯卡油砂 18.11 石油化工裝置 18.12 天然氣液化 18.13 超導磁存儲 18.14 核聚變能量 18.15 備用發電機 18.16 過山車 18.17 美國國家航空航天局 18.17.1 太空梭主發動機推力控制 18.17.2 太空梭軌道機動系統 18.17.3 國際太空梭配電 18.17.4 太空梭動力分佈 18.17.5 載人星際任務 18.17.6 低溫電力電子 18.17.7 IGBT故障分析第19章 IGBT社會影響 19.1 電子點火系統 19.1.1 燃油節省 19.1.2 消費者成本節省 19.1.3 二氧化碳減排 19.2 可調速電動機驅動 19.2.1 電能節省 19.2.2 電力成本節省 19.2.3 二氧化碳減排 19.3 緊湊型螢光燈 19.3.1 電能節省 19.3.2 電費節省 19.3.3 二氧化碳減排第20章總述 20.1 的IGBT產品 20.2 寬禁帶半導體器件 20.2.1 成本分析附錄英文縮略語表