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碳化硅功率器件--特性測試和應用技術(第2版)/電力電子新技術系列圖書

  • 作者：編者:高遠//張岩|責編:羅莉
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111778936
  • 出版日期：2025/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：536
人民幣：RMB 149 元      售價：元
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內容大鋼
    本書綜合了近幾年工業界的最新進展和學術界的最新研究成果，詳細介紹並討論了碳化硅功率器件的基本原理、發展現狀與趨勢、特性及測試方法、應用技術和各應用領域的方案。本書共分為12章，內容涵蓋功率半導體器件基礎，SiC二極體的主要特性,SiC MOSFET的主要特性，SiC器件與Si器件特性對比，雙脈衝測試技術，SiC器件的測試、分析和評估技術，高di/dt影響與應對——關斷電壓過沖，高dv/dt的影響與應對——串擾，高dv/dt影響與應對——共模電流，共源極電感影響與應對，驅動電路，SiC器件的主要應用。
    本書面向電力電子、新能源技術、功率半導體晶元和封裝等領域的廣大工程技術人員和科研工作者，可滿足從事功率半導體器件設計、封裝、測試、應用、生產的專業人士的知識和技術要求。
作者介紹
編者:高遠//張岩|責編:羅莉
目錄
電力電子新技術系列圖書序言
第2版前言
第1版前言
第1章  功率半導體器件基礎
  1.1  功率半導體器件與電力電子
  1.2  Si功率二極體
    1.2.1  pn結
    1.2.2  pin二極體
    1.2.3  快恢復二極體
    1.2.4  肖特基二極體
  1.3  Si功率MOSFET
    1.3.1  MOSFET的結構和工作原理
    1.3.2  橫向雙擴散MOSFET
    1.3.3  垂直雙擴散MOSFET
    1.3.4  溝槽柵MOSFET
    1.3.5  屏蔽柵MOSFET
    1.3.6  超結MOSFET
  1.4  Si IGBT
    1.4.1  IGBT的結構和工作原理
    1.4.2  PT-IGBT
    1.4.3  NPT-IGBT
    1.4.4  FS-IGBT
    1.4.5  溝槽柵IGBT
  1.5  SiC材料的物理特性
    1.5.1  晶體結構
    1.5.2  能帶和禁帶寬度
    1.5.3  擊穿電場強度
    1.5.4  雜質摻雜和本征載流子濃度
    1.5.5  載流子遷移率和飽和漂移速度
    1.5.6  熱導率
  1.6  SiC產業鏈概況
    1.6.1  襯底
    1.6.2  外延
    1.6.3  晶元製造
    1.6.4  封裝測試
    1.6.5  系統應用
  1.7  SiC二極體和SiC MOSFET的發展概況
    1.7.1  商用SiC二極體的結構
    1.7.2  商用SiC MOSFET的結構
  1.8  SiC功率模塊的發展概況
    1.8.1  SiC功率模塊的製造流程
    1.8.2  SiC功率模塊的技術發展
    1.8.3  SiC功率模塊的方案
  參考文獻
  延伸閱讀
第2章  SiC二極體的主要特性
  2.1  最大值
    2.1.1  反向電流和擊穿電壓
    2.1.2  熱阻抗
    2.1.3  耗散功率和正嚮導通電流

    2.1.4  正向浪涌電流和i2t
  2.2  靜態特性
    2.2.1  導通電壓
    2.2.2  結電容、結電荷和結電容能量
  參考文獻
第3章  SiC MOSFET的主要特性
  3.1  最大值
    3.1.1  漏電流和擊穿電壓
    3.1.2  耗散功率和漏極電流
    3.1.3  安全工作域
  3.2  靜態特性
    3.2.1  傳遞特性和閾值電壓
    3.2.2  輸出特性和導通電阻
    3.2.3  體二極體和第三象限導通特性
  3.3  動態特性
    3.3.1  結電容
    3.3.2  開關特性
    3.3.3  柵電荷
  3.4  極限特性
    3.4.1  短路
    3.4.2  雪崩
  3.5  品質因數
  3.6  功率器件損耗計算
    3.6.1  損耗計算方法
    3.6.2  模擬軟體
  3.7  SiC MOSFET建模
    3.7.1  SPICE模型基礎
    3.7.2  建模方法
    3.7.3  商用SiC MOSFET模型
    3.7.4  SiC MOSFET建模的挑戰
  參考文獻
  延伸閱讀
第4章  SiC器件與Si器件特性對比
  4.1  SiC MOSFET和Si SJ-MOSFET
    4.1.1  傳遞特性
    4.1.2  輸出特性和導通電阻
    4.1.3  C-V特性
    4.1.4  開關特性
    4.1.5  柵電荷
  4.2  SiC MOSFET和Si IGBT
    4.2.1  傳遞特性
    4.2.2  輸出特性
    4.2.3  C-V特性
    4.2.4  開關特性
    4.2.5  柵電荷
    4.2.6  短路特性
  4.3  SiC二極體和Si二極體
    4.3.1  導通特性
    4.3.2  反向恢復特性
  延伸閱讀

第5章  雙脈衝測試技術
  5.1  功率變換器換流模式
  5.2  雙脈衝測試基礎
    5.2.1  雙脈衝測試基本原理
    5.2.2  雙脈衝測試參數設定
    5.2.3  SiC器件的動態過程
    5.2.4  雙脈衝測試平台
  5.3  測量儀器
    5.3.1  示波器
    5.3.2  電壓和電流測量
    5.3.3  測量柵-源極電壓VGS
    5.3.4  測量漏-源極電壓VDS
    5.3.5  測量漏-源極電流IDS
    5.3.6  測量柵極電流IG
    5.3.7  時間偏移
  5.4  電壓測量點間寄生參數
    5.4.1  寄生參數引入測量偏差的基本原理
    5.4.2  寄生參數引入的測量偏差
    5.4.3  測量偏差的補償方法
    5.4.4  測量偏差的補償效果
  5.5  動態過程測試結果評判
    5.5.1  測量的準確度和重複性
    5.5.2  動態過程測試的場景及結果的評判標準
  5.6  動態特性測試設備
    5.6.1  自建手動測試平台
    5.6.2  實驗室測試設備
    5.6.3  生產線測試設備
  參考文獻
  延伸閱讀
第6章  SiC器件的測試、分析和評估技術
  6.1  參數測試的原理及挑戰
    6.1.1  測試機
    6.1.2  閾值電壓VGS(th)
    6.1.3  柵極漏電流IGSS
    6.1.4  擊穿電壓V(BR)DSS
    6.1.5  漏極漏電流IDSS
    6.1.6  導通電阻RDS(on)
    6.1.7  跨導GFS
    6.1.8  體二極體正向壓降VF
    6.1.9  雪崩UIS
    6.1.10  瞬態熱阻DVDS
    6.1.11  結電容Ciss、Coss、Crss
    6.1.12  柵極電阻RG
    6.1.13  開關特性和柵電荷QG
  6.2  量產測試
    6.2.1  量產測試概況
    6.2.2  CP測試
    6.2.3  WLBI測試
    6.2.4  KGD測試
    6.2.5  PLBI測試

    6.2.6  ACBI測試
    6.2.7  FT測試
    6.2.8  測試效率和成本評估
  6.3  可靠性評估
    6.3.1  可靠性標準
    6.3.2  主要可靠性測試項目
  6.4  失效分析
    6.4.1  失效分析概述
    6.4.2  鎖相熱成像
    6.4.3  微光顯微鏡
    6.4.4  激光誘導阻變
    6.4.5  掃描電子顯微鏡
    6.4.6  雙束電子顯微鏡
    6.4.7  透射電子顯微鏡
  6.5  系統應用測試
  參考文獻
第7章  高di/dt影響與應對——關斷電壓過沖
  7.1  關斷電壓尖峰的基本原理
  7.2  應對措施1——迴路電感控制
    7.2.1  迴路電感與局部電感
    7.2.2  PCB線路電感
    7.2.3  分立器件封裝電感
    7.2.4  功率模塊封裝電感
  7.3  應對措施2——去耦電容
    7.3.1  電容器基本原理
    7.3.2  去耦電容基礎
    7.3.3  小信號模型分析
  7.4  應對措施3——降低關斷速度
  參考文獻
  延伸閱讀
第8章  高dv/dt影響與應對——串擾
  8.1  串擾的基本原理
    8.1.1  開通串擾
    8.1.2  關斷串擾
  8.2  串擾的主要影響因素
    8.2.1  等效電路分析
    8.2.2  實驗測試分析
  8.3  應對措施1——米勒鉗位
    8.3.1  三極體型米勒鉗位
    8.3.2  有源米勒鉗位
  8.4  應對措施2——驅動迴路電感控制
    8.4.1  驅動迴路電感對Miller Clamping的影響
    8.4.2  封裝集成
  參考文獻
  延伸閱讀
第9章  高dv/dt影響與應對——共模電流
  9.1  信號通路中的共模電流
    9.1.1  功率變換器中的共模電流
    9.1.2  信號通路共模電流的特性
  9.2  應對措施1——高CMTI驅動晶元

  9.3  應對措施2——高共模阻抗
    9.3.1  減小隔離電容
    9.3.2  共模電感
  9.4  應對措施3——共模電流疏導
    9.4.1  Y電容
    9.4.2  並行供電
    9.4.3  串聯式驅動電路
  9.5  差模干擾測量
    9.5.1  常規電壓探頭測量差模干擾
    9.5.2  電源軌探頭測量差模干擾
  參考文獻
  延伸閱讀
第10章  共源極電感影響與應對
  10.1  共源極電感
    10.1.1  共源極電感的基本原理
    10.1.2  開爾文源極封裝
  10.2  對比測試方案
    10.2.1  傳統對比測試方案
    10.2.2  4in4和4in3對比測試方案
  10.3  對開關過程的影響
    10.3.1  開通過程
    10.3.2  關斷過程
    10.3.3  開關能量與dVDS/dt
  10.4  對串擾的影響
    10.4.1  開通串擾
    10.4.2  關斷串擾
  參考文獻
  延伸閱讀
第11章  驅動電路
  11.1  驅動電路基礎
    11.1.1  驅動電路架構與發展
    11.1.2  驅動電路各功能模塊
  11.2  驅動電阻取值
    11.2.1  對驅動電路的影響
    11.2.2  對功率器件的影響
    11.2.3  對變換器的影響
  11.3  驅動電壓
    11.3.1  SiC MOSFET對驅動電壓的要求
    11.3.2  關斷負壓的提供
  11.4  驅動級特性的影響
    11.4.1  輸出峰值電流
    11.4.2  BJT和MOSFET電流Boost
    11.4.3  米勒斜坡下的驅動能力
  11.5  信號隔離傳輸
    11.5.1  隔離方式
    11.5.2  安規與絕緣
  11.6  短路保護
    11.6.1  短路保護的檢測方式
    11.6.2  DESAT檢測
  11.7  驅動電路設計參考

    11.7.1  8引腳單通道隔離驅動晶元
    11.7.2  16引腳單通道隔離驅動晶元
    11.7.3  14/16引腳雙通道隔離驅動晶元
  參考文獻
  延伸閱讀
第12章  SiC器件的主要應用
  12.1  主驅逆變器
  12.2  車載充電機
  12.3  車載DC-DC
  12.4  充電樁
  12.5  光伏
  12.6  儲能
  12.7  不間斷電源
  12.8  電源
  12.9  電機驅動
  參考文獻
  延伸閱讀

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