第1章绪论 1.1功率半导体器件概述 1.1.1功率半导体器件的归属 1.1.2功率半导体器件与电力电子技术的关系 1.2功率半导体器件的特征与分类 1.2.1定义与特征 1.2.2分类与特点 1.3功率半导体器件的发展概况 1.3.1发展历程与趋势 1.3.2封装技术的发展 1.3.3应用技术的发展 思考与练习题 参考文献 第2章功率半导体器件基础 2.1半导体材料物理基础 2.1.1半导体能带与载流子浓度 2.1.2电阻率及其影响因素 2.1.3非平衡载流子的产生与复合 2.1.4载流子的扩散和漂移 2.2半导体器件物理基础 2.2.1pn结及其基本性质 2.2.2nn+和pp+结的基本特性 2.2.3npn和pnp结构及其基本特性 2.2.4MOS结构及其基本特性 2.2.5MS结构及其基本特性 2.3半导体工艺技术基础 2.3.1掺杂技术 2.3.2薄膜生长技术 2.3.3光刻与刻蚀技术 2.3.4背面减薄与划片技术 2.3.5载流子寿命控制技术 本章小结 思考与练习题 参考文献 第3章功率二极管 3.1PIN二极管 3.1.1基本结构与制作工艺 3.1.2工作原理与I-U特性 3.1.3静态与动态特性 3.1.4安全工作区与使用可靠性 3.2功率肖特基二极管 3.2.1结构分类与制作工艺 3.2.2工作原理与I-U特性 3.2.3静态与动态特性分析 3.3功率二极管的设计 3.3.1设计方法概述 3.3.2整流二极管设计 3.3.3快恢复二极管设计 3.3.4快速软恢复二极管设计 3.3.5功率肖特基二极管设计 3.4碳化硅二极管 3.4.14H-SiC PIN二极管 3.4.2碳化硅肖特基二极管 3.4.3碳化硅二极管设计 3.5特点与适用范围 本章小结 思考与练习题 参考文献 第4章功率双极型晶体管 4.1功率双极型晶体管的结构与工作原理 4.1.1基本结构与制作工艺 4.1.2工作原理与I-U特性 4.2静态与动态特性 4.2.1击穿特性 4.2.2导通特性 4.2.3开关特性 4.2.4温度特性 4.3安全工作区与使用可靠性 4.3.1安全工作区 4.3.2二次击穿 4.3.3开关过程中的电流集中 4.3.4动态雪崩 4.4达林顿晶体管的结构 4.4.1二级达林顿晶体管结构 4.4.2三级达林顿晶体管结构 4.5功率双极型晶体管的设计 4.5.1纵向结构设计 4.5.2横向结构设计 4.5.3结终端结构设计 4.6碳化硅双极型晶体管 4.6.1碳化硅双极型晶体管结构与工艺 4.6.2碳化硅双极型晶体管工作原理与特性 4.6.3碳化硅双极型晶体管发展 4.7主要特点与适用范围 本章小结 思考与练习题 参考文献 第5章功率MOSFET 5.1普通功率MOSFET 5.1.1结构类型与制作工艺 5.1.2工作原理与I-U特性 5.1.3静态与动态特性 5.2超结MOSFET 5.2.1超结的定义与特征 5.2.2基本结构及等效电路 5.2.3静态与动态特性 5.3安全工作区与使用可靠性 5.3.1安全工作区 5.3.2使用可靠性 5.4功率MOSFET的设计 5.4.1平面栅MOSFET的设计 5.4.2沟槽栅MOSFET的设计 5.4.3SJMOS的设计 5.5碳化硅MOSFET 5.5.14H-SiC MOSFET结构与工艺 5.5.24H-SiC MOSFET工作原理与特性 5.5.34H-SiC MOSFET的设计 5.6发展与适用范围 5.6.1硅MOSFET发展与应用 5.6.2碳化硅MOSFET发展与应用 本章小结 思考与练习题 参考文献 第6章绝缘栅双极型晶体管 6.1普通IGBT 6.1.1基本结构与典型工艺 6.1.2工作原理与I-U特性 6.1.3静态与动态特性 6.1.4电子注入增强效应 6.2IGBT派生器件 6.2.1逆阻IGBT 6.2.2逆导IGBT 6.2.3双向IGBT 6.2.4超结IGBT 6.3安全工作区与使用可靠性 6.3.1安全工作区 6.3.2闩锁效应 6.3.3雪崩效应 6.3.4短路 6.4IGBT结构设计 6.4.1纵向结构设计 6.4.2横向结构设计 6.4.3终端结构设计 6.5碳化硅IGBT 6.5.14H-SiC IGBT结构与工艺 6.5.24H-SiC IGBT工作原理与特性 6.5.34H-SiC IGBT设计 6.6发展与适用范围 本章小结 思考与练习题 参考文献 第7章普通晶闸管及其派生器件 7.1普通晶闸管 7.1.1基本结构与制作工艺 7.1.2工作原理与I-U特性 7.1.3静态与动态特性 7.2晶闸管的派生器件 7.2.1双向晶闸管 7.2.2逆导晶闸管 7.3安全工作区与使用可靠性 7.3.1安全工作区 7.3.2使用可靠性 7.4晶闸管的设计 7.4.1设计方法概述 7.4.2有源区结构设计 7.4.3终端结构设计 7.5碳化硅晶闸管 7.5.14H-SiC晶闸管的结构与工艺 7.5.24H-SiC晶闸管的原理与特性 7.5.3超高压4H-SiC晶闸管的设计 7.6特点与适用范围 本章小结 思考与练习题 参考文献 第8章门极关断晶闸管及其派生器件 8.1门极关断晶闸管 8.1.1基本结构与制作工艺 8.1.2工作原理与特性参数 8.1.3特性分析 8.1.4门极硬驱动技术 8.2GTO的派生器件 8.2.1逆导GTO 8.2.2双门极GTO 8.2.3发射极关断晶闸管 8.2.4MOS关断晶闸管 8.3GTO的安全工作区与可靠性 8.3.1GTO的安全工作区 8.3.2GTO的可靠性 8.4GTO的设计 8.4.1纵向结构设计 8.4.2门-阴极结构设计 8.5碳化硅GTO晶闸管 8.5.14H-SiC GTO结构 8.5.24H-SiC GTO原理及特性 8.5.34H-SiC GTO设计 8.6特点与适用范围 本章小结 思考与练习题 参考文献 第9章集成门极换流晶闸管 9.1传统IGCT 9.1.1结构类型与制作工艺 9.1.2工作原理与特性 9.1.3静态与动态特性分析 9.2GCT的派生结构 9.2.1逆阻GCT 9.2.2逆导GCT 9.2.3双模式GCT 9.2.4双芯GCT 9.3驱动电路与特性参数 9.3.1驱动电路原理 9.3.2测试电路 9.3.3特性参数 9.4IGCT芯片的设计 9.4.1纵向结构设计 9.4.2横向结构设计 9.4.3终端结构设计 9.5碳化硅GCT 9.6特点与适用范围 本章小结 思考与练习题 参考文献 第10章MOS控制晶闸管及其派生器件 10.1MOS控制晶闸管 10.1.1结构类型与制作工艺 10.1.2工作原理与特性 10.1.3静态与动态特性分析 10.1.4元胞设计 10.2基区电阻控制晶闸管 10.2.1结构特点与制作工艺 10.2.2工作原理与特性 10.2.3静态与动态特性分析 10.2.4元胞设计 10.3发射极开关晶闸管 10.3.1结构类型与制作工艺 10.3.2工作原理与特性 10.3.3静态与动态特性分析 10.3.4元胞设计 10.4MCT及其派生器件比较 10.4.1特性比较 10.4.2安全工作区比较 10.5特点与适用范围 本章小结 思考与练习题 参考文献 第11章功率集成技术 11.1功率集成概述 11.1.1功率集成定义与特点 11.1.2功率集成电路 11.1.3功率模块 11.1.4压接式集成封装技术 11.2横向高压器件 11.2.1LDMOS结构、原理及特性 11.2.2电场调制技术 11.2.3RESURF LDMOS结构、原理及特性 11.2.4LIGBT结构与原理 11.2.5LMCT结构与原理 11.2.6器件性能评价 11.3单片集成技术 11.3.1隔离技术 11.3.2结终端技术 11.3.3设计技术 11.3.4工艺技术 11.3.5发展与适用范围 11.4功率模块 11.4.1功率模块的构成 11.4.2模块封装技术 11.4.3模块的特性与可靠性 11.4.4智能功率模块 11.4.5发展与适用范围 本章小结 思考与练习题 课程思政 参考文献