国际电气工程先进技术译丛·先进的高压大功率器件:原理、特性和应用

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[美] B.Jayant Baliga 著,于坤山 等 译
图书标签:
  • 电力电子
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  • 电力系统
  • 电气工程
  • 先进技术
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111493075
版次:1
商品编码:11693874
品牌:机工出版
包装:平装
丛书名: 国际电气工程先进技术译丛
开本:16开
出版时间:2015-05-01
用纸:胶版纸
页数:442
正文语种:中文

具体描述

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内容简介

  《国际电气工程先进技术译丛·先进的高压大功率器件:原理、特性和应用》共11章。第1章简要介绍了高电压功率器件的可能应用,定义了理想功率开关的电特性,并与典型器件的电特性进行了比较。第2章和第3章分析了硅基功率晶闸管和碳化硅基功率晶闸管。第4章讨论了硅门极关断(GTO)晶闸管结构。第5章致力于分析硅基IGBT结构,以提供对比分析的标准。第6章和第7章分析了碳化硅MOSFET和碳化硅IGBT的结构。碳化硅MOSFET 和IGBT的结构设计重点在于保护栅氧化层,以防止其提前击穿。另外,必须屏蔽基区,以避免扩展击穿。这些器件的导通电压降由沟道电阻和缓冲层设计所决定。第8章和第9章讨论了金属氧化物半导体控制晶闸管(MCT)结构和基极电阻控制晶闸管(BRT)结构,后者利用MOS栅控制晶闸管的导通和关断。第10章介绍了发射极开关晶闸管(EST),该种结构也利用一种MOS栅结构来控制晶闸管的导通与关断,并可利用IGBT加工工艺来制造。这种器件具有良好的安全工作区。本书最后一章比较了书中讨论的所有高压功率器件结构。

  本书的读者对象包括在校学生、功率器件设计制造和电力电子应用领域的工程技术人员及其他相关专业人员。《国际电气工程先进技术译丛·先进的高压大功率器件:原理、特性和应用》适合高等院校有关专业用作教材或专业参考书,亦可被电力电子学界和广大的功率器件和装置生产企业的工程技术人员作为参考书之用。

目录

译者序
原书前言
参考文献

第1章 引言
1.1 典型功率转换波形
1.2 典型高压功率器件结构
1.3 硅器件击穿修正模型
1.4 典型高压应用
1.4.1 变频电动机驱动
1.4.2 高压直流输配电
1.5 总结
参考文献

第2章 硅晶闸管
2.1 功率晶闸管结构和应用
2.2 5kV硅晶闸管
2.2.1 阻断特性
2.2.2 导通特性
2.2.3 开启
2.2.4 反向恢复
2.2.5 小结
2.3 10kV硅晶闸管
2.3.1 阻断特性
2.3.2 导通特性
2.3.3 开启
2.3.4 反向恢复
2.3.5 小结
2.4 总结
参考文献

第3章 碳化硅晶闸管
3.1 碳化硅晶闸管结构
3.2 20kV硅基对称阻断晶闸管
3.2.1 阻断特性
3.2.2 导通特性
3.3 20kV碳化硅晶闸管
3.3.1 阻断特性
3.3.2 导通特性
3.4 结论
参考文献

第4章 门极关断(GTO)晶闸管
4.1 基本结构和工作原理
4.2 5kV硅GTO
4.2.1 阻断特性
4.2.2 漏电流
4.2.3 通态电压降
4.2.4 关断特性
4.2.5 对寿命的依赖性
4.2.6 开关损耗
4.2.7 最大工作频率
4.2.8 关断增益
4.2.9 缓冲层掺杂
4.2.10 透明发射极结区
4.3 10kV硅GTO
4.3.1 阻断特性
4.3.2 通态电压降
4.3.3 关断特性
4.3.4 开关损耗
4.3.5 最大工作频率
4.3.6 关断增益
4.4 反偏压安全工作区
4.5 总结
参考文献

第5章 硅绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
5.1 基本结构和操作
5.2 5kV硅沟槽栅IGBT
5.2.1 阻断特性
5.2.2 漏电流
5.2.3 通态电压降
5.2.4 关断特性
5.2.5 对寿命的依赖性
5.2.6 开关损耗
5.2.7 最大工作频率
5.2.8 缓冲层掺杂
5.2.9 透明发射极结构
5.3 5kV硅基平面栅IGBT
5.3.1 阻断特性
5.3.2 通态电压降
5.3.3 关断特性
5.3.4 对寿命的依赖性
5.3.5 开关损耗
5.3.6 最大工作频率
5.4 10kV硅IGBT
5.4.1 阻断特性
5.4.2 通态电压降
5.4.3 关断特性
5.4.4 开关损耗
5.4.5 最大工作频率
5.5 正向偏置安全工作区
5.6 反向偏压安全工作区
5.7 结论
参考文献

第6章 碳化硅平面MOSFET结构
6.1 屏蔽型平面反型模式MOSFET结构
6.2 阻断模型
6.3 栅阈值电压
6.4 导通电阻
6.4.1 沟道电阻
6.4.2 积累区电阻
6.4.3 JFET区电阻
6.4.4 漂移区电阻
6.4.5 总导通电阻
6.5 电容
6.6 感性负载时的关断特性
6.7 5kV反型模式MOSFET
6.7.1 阻断特性
6.7.2 比导通电阻
6.7.3 器件电容
6.7.4 感性负载下的关断特性
6.7.5 开关损耗
6.7.6 最大工作频率
6.8 10kV反型模式MOSFET
6.8.1 阻断特性
6.8.2 比导通电阻
6.8.3 感性负载下的关断特性
6.8.4 开关损耗
6.8.5 最大工作频率
6.9 20kV反型模式MOSFET
6.9.1 阻断模式
6.9.2 比导通电阻
6.9.3 感性负载下的关断特性
6.9.4 开关损耗
6.9.5 最大工作频率
6.10 结论
参考文献

第7章 碳化硅IGBT
7.1 N沟道非对称结构
7.1.1 阻断特性
7.1.2 导通电压降
7.1.3 关断特性
7.1.4 对寿命的依赖性
7.1.5 开关损耗
7.1.6 最大工作频率
7.2 N沟道非对称器件的优化
7.2.1 结构优化
7.2.2 阻断特性
7.2.3 导通电压降
7.2.4 关断特性
7.2.5 对寿命的依赖性
7.2.6 开关损耗
7.2.7 最大工作频率
7.3 P沟道非对称结构
7.3.1 阻断特性
7.3.2 导通电压降
7.3.3 关断特性
7.3.4 对寿命的依赖性
7.3.5 开关损耗
7.3.6 最大工作频率
7.4 结论
参考文献

第8章 硅基MCT
8.1 基本结构与工作
8.2 5kV硅MCT
8.2.1 击穿特性
8.2.2 通态电压降
8.2.3 关断特性
8.2.4 对寿命的依赖性
8.2.5 开关损耗
8.2.6 最大工作频率
8.3 10kV硅MCT
8.3.1 阻断特性
8.3.2 通态电压降
8.3.3 关断特性
8.3.4 开关损耗
8.3.5 最大工作频率
8.4 正向偏置安全工作区
8.5 反向偏置安全工作区
8.6 结论
参考文献

第9章 硅基极电阻控制晶闸管
9.1 基本结构和工作原理
9.2 5kV硅基BRT
9.2.1 阻断特性
9.2.2 通态电压降
9.2.3 关断特性
9.2.4 对寿命的依赖性
9.2.5 开关损耗
9.2.6 最大工作频率
9.3 改进的结构和工作方式
9.3.1 阻断特性
9.3.2 通态电压降
9.3.3 关断特性
9.4 10kV硅BRT
9.4.1 阻断特性
9.4.2 通态电压降
9.4.3 关断特性
9.4.4 开关损耗
9.4.5 最大工作频率
9.5 正向偏置安全工作区
9.6 反向偏置安全工作区
9.7 总结
参考文献

第10章 硅发射极开关晶闸管
10.1 基本结构与工作特性
10.2 5kV硅SC-EST
10.2.1 阻断特性
10.2.2 通态电压降
10.2.3 关断特性
10.2.4 对寿命的依赖性
10.2.5 开关损耗
10.2.6 最大工作频率
10.2.7 正向偏压安全工作区
10.3 5kV硅DC-EST
10.3.1 阻断特性
10.3.2 通态电压降
10.3.3 关断特性
10.3.4 对寿命的依赖性
10.3.5 开关损耗
10.3.6 最大工作频率
10.3.7 正向偏压安全工作区
10.4 10kV硅EST
10.4.1 阻断特性
10.4.2 通态电压降
10.4.3 关断特性
10.4.4 开关损耗
10.4.5 最大工作频率
10.5 反向偏压安全工作区
10.6 结论
参考文献

第11章 总述
11.1 5kV器件
11.1.1 导通电压降
11.1.2 功率损耗折中曲线
11.1.3 正向偏置安全工作区
11.1.4 反向偏置安全工作区
11.2 10kV器件
11.2.1 导通电压降
11.2.2 关断损耗
11.2.3 最大工作频率
11.3 结论
参考文献
作者简介

前言/序言

  大气碳排放会对环境产生不利影响这一观点已在世界范围内被广泛接受。通过两种途径可以减少碳排放。第一种解决途径是节能减排。通过提升电能的管理和分配效率,从而在不影响现有社会生活水平的情况下达到节能的目的。功率半导体器件被认为是实现这一目标的关键之一。据估测,世界上至少50%的电能都由功率器件控制。随着电子设备在消费、工业、照明、交通等领域的广泛应用,功率器件决定了电力系统的成本与效率,进而对经济产生重要影响。减轻碳排放的第二种途径是发展诸如风能、太阳能等可再生能源。这些(可再生能源)设施通过电力电子变换器将电能转换成能满足用户和行业需要的常规60Hz交流电。由于涉及相对大的功率等级,在上述应用领域中使用的功率半导体器件必须具有高压大电流的处理能力。
  在20世纪50年代,既有的真空管被功率整流器和晶闸管所替代。固体半导体器件提供了更小的尺寸,更好的耐用性和更高的效率。在过去的60年里,晶闸管的额定功率稳步提升。一方面通过使用大直径硅片,将晶闸管的电流处理能力从100A提高到4000A以上;另一方面利用中子嬗变掺杂技术的高阻硅,将晶闸管的阻断电压从200V增加到超过8000V。这些器件已主要应用于高压直流输配电系统。
  晶闸管整流电路的复杂性和由此产生的功率损耗,推动了20世纪60年代门极关断(GTO)晶闸管的发明。这些装置受到了如钢铁、电力机车(牵引车)等需要大型电动机驱动行业的青睐。在过去的50年里,GTO晶闸管的额定功率稳步提升,电流处理能力达到4000A,阻断电压达到6000V[1]。
  硅基GTO晶闸管所需的大驱动电流促进了20世纪80年代绝缘栅双极型晶体管(IGBT)[2]的发明。在过去的30年里,IGBT在消费、工业、运输、军事等领域的中、高功率电力电子系统中占据统治地位,甚至在医疗领域也有一席之地。据美国能源部估计,基于IGBT的变速传动装置在控制电动机上的应用,可每年节能超过两千万亿英热(Btu�。�,相当于70GW电能。相当于每年节约70座燃煤火力发电厂的发电量,降低二氧化碳排放超过1万亿磅。现在,IGBT的功率水平已提升至电流处理能力超过1000A,闭锁电压6kV。IGBT现在不仅应用于大功率电动机牵引[3](如日本新干线高速列车),也被应用于高压直流配电网[4]。
  风能、太阳能等可再生能源(的应用)需要在换流器中应用功率半导体器件,随着对这些可再生能源的持续投资,可以预料的是未来对有丰富经验的功率半导体��1Btu=1��05506kJ,后同。
  器件设计和制造技术人员的需求会不断增长。我最近出版的教材[5]对基本的电力整流器、晶体管、晶闸管的结构予以了综合分析。在2009年,该教材补充了关于“先进电力整流器概念”的专题,以向学生和工程专业人员介绍那些表现出改进性能属性的二极管器件。在2010年,该教材补充了关于“先进功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)概念”的专题,向学生和工程专业人员介绍那些表现出改进性能属性的开关器件。
  原 书 前 言本书向读者介绍了先进的金属氧化物半导体栅极功率晶闸管(MOS-gatedpowerthyristor)概念,该结构可提升高电压下的性能。此处讨论的器件额定电压范围为5~20kV。为方便读者,本书也给出了在相同额定电压范围内的基本晶闸管结构与新型器件结构的分析以供进行性能比较。与教材中的情况一样,本书所表述的这种先进功率晶闸管特性的理论计算公式是由基本的半导体泊松方程、连续性方程、传导方程严格推导而来的。由于IGBT在很多大功率电动机驱动和输电系统等领域已取代晶闸管,本书内容也包括了IGBT特性的介绍。与各章节中展示的典型例子一样,本书中讨论的所有功率器件的电特性均可通过这些解析表达式计算获得。为了证实这些解析公式的有效性,在本书的各章节中均包含二维数值仿真的结果。当仿真结果与两者相关时,仿真结果也被用来进一步阐明物理特性和二维效应。为了提升功率器件中应用宽禁带半导体材料的重要性,本书中的内容也包括了对碳化硅结构的分析。
  在第1章中简要介绍了高电压功率器件的可能应用。接着定义了理想功率开关的电特性,并与典型器件的电特性进行了比较。第2章和第3章分析了硅基功率晶闸管和碳化硅基功率晶闸管,分析内容包括阻断特性、导通电压降和开关特性。第4章讨论了硅门极关断(GTO)晶闸管的结构。第5章致力于分析硅基IGBT结构以提供对比分析的标准。因为任何用于替换的硅或碳化硅器件的技术必须优于目前通用的硅IGBT系统才具有应用价值。
  第6章和第7章分析了碳化硅MOSFET和碳化硅IGBT。4H-SiC材料更高的击穿场强允许漂移区掺杂浓度提升200倍同时减少漂移区厚度一个数量级。这就使具有低导通电阻的5kV和10kV碳化硅MOSFET具备了可行性。对于更高的阻断电压,碳化硅IGBT结构需要进一步改进。碳化硅MOSFET和IGBT的结构设计必须在承受着大得多的电场强度条件下保护栅氧化层以防止其击穿。另外,必须屏蔽基区以避免扩展击穿。这些器件的导通电压降由沟道电阻和缓冲层设计所决定。
  第8章和第9章讨论了金属氧化物半导体控制晶闸管(MCT)结构和基极电阻控制晶闸管(BRT)结构,后者利用金属氧化物半导体栅来控制晶闸管的导通和关断。第10章介绍了发射极开关晶闸管(EST),该种结构也利用一种金属氧化物半导体栅结构来控制晶闸管的导通与关断,并可利用IGBT的加工工艺来制造。这种器件的附加特征是具有良好的安全工作区。
  最后一章比较了本书讨论的所有高压功率器件结构,为提供一个更加广阔的视角,在各种不同的阻断电压下比较了这些器件的性能。
  我希望本书能对功率半导体产业的学者和产品设计人员有所裨益。本书还可作为我所编写教材的补充,用于固体器件相关课程的教学。
  B�盝ayantBaliga罗利市,北卡罗来纳州2011年3月
《电子器件创新前沿:材料、结构与性能的飞跃》 在日新月异的电子科技领域,器件作为信息处理和能量转换的核心,其性能的提升与创新直接驱动着整个行业的进步。本书旨在深入探讨当前电子器件领域最前沿的研究方向与技术突破,为读者构建一个清晰的知识图谱,理解新材料、新结构如何赋能器件性能的质的飞跃,以及这些创新如何催生出更强大、更高效、更智能的应用。 一、 新兴半导体材料的崛起与应用 传统的硅基半导体虽然在过去几十年中占据主导地位,但其性能已逐渐接近理论极限。为了满足日益增长的计算能力、能源效率和高频应用需求,新一代半导体材料正以前所未有的速度涌现并走向成熟。 宽禁带半导体(Wide Bandgap Semiconductors):以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体,因其优异的高温、高压、高频和抗辐射特性,正在深刻改变电力电子、射频通信和光电子领域。本书将详细剖析SiC和GaN的物理特性,如高击穿电场、高电子迁移率、优异的热导率等,并重点介绍其在功率器件(如MOSFET、IGBT、肖特基二极管)和射频器件(如HEMT)中的具体实现、工作原理、性能优势以及面临的挑战,例如制造工艺、可靠性等。读者将了解如何利用这些材料实现更小尺寸、更高效率、更低损耗的电力转换器、更强大的基站功放以及更耐用的航天航空电子设备。 二维材料(2D Materials):石墨烯、过渡金属硫化物(如MoS₂、WS₂)等二维材料,以其原子级厚度、独特的电子和光学特性,为器件微型化、高性能化和多功能化提供了新的可能性。我们将深入探讨二维材料在场效应晶体管(FETs)、光电器件(如光电探测器、LED)、传感器等方面的潜力,阐述其载流子传输机制、器件结构设计,以及如何克服在制备、集成和电学接触方面的技术难题。 有机半导体(Organic Semiconductors):有机半导体材料以其低成本、柔性化、溶液可加工等特点,在柔性显示、可穿戴电子设备、有机太阳能电池和生物传感器等领域展现出巨大的应用前景。本书将聚焦有机半导体材料的分子设计、薄膜制备技术、载流子传输模型,以及有机薄膜晶体管(OTFTs)、有机发光二极管(OLEDs)等关键器件的结构与工作原理,并探讨其在实现低功耗、可大面积制造的电子产品中的作用。 二、 器件结构设计的创新与突破 除了材料本身的革新,器件结构的巧妙设计更是提升性能的关键。 垂直器件结构(Vertical Device Structures):在高压大功率器件领域,垂直器件结构是实现高击穿电压和低导通电阻的有效途径。我们将深入分析不同垂直结构(如平面结构、沟槽结构、多层外延结构)的设计理念,以及它们如何影响器件的电场分布、载流子注入与传输,并探讨如何通过优化掺杂、电极设计和钝化工艺来提升器件的可靠性和耐受能力。 三维集成与异质集成(3D Integration and Heterogeneous Integration):为了克服传统二维平面器件的性能瓶颈和集成密度限制,三维集成技术应运而生。本书将介绍不同形式的三维集成技术,如堆叠式集成、横向集成等,以及异质集成技术(如将不同材料体系的器件集成在同一芯片上)如何实现功能的协同,从而构建更强大、更紧凑、更节能的先进电子系统。例如,将高性能计算单元与存储单元或传感器单元进行三维集成,有望实现前所未有的计算效率和数据处理速度。 功率模块与封装技术(Power Modules and Packaging Technologies):器件的性能表现与其封装和模块化设计密切相关。我们将探讨先进的功率模块封装技术,如硅基载板、陶瓷载板、直接铜键合(DCB)以及扇出晶圆级封装(FOWLP)等,以及这些技术如何解决大功率器件在高频、高压工作条件下的散热、寄生参数和可靠性问题。同时,也会关注模块化设计如何实现不同功率器件的灵活组合,以满足多样化的应用需求。 三、 器件性能的量化与表征 理解器件的性能,离不开精确的表征和严格的测试。 关键性能参数(Key Performance Parameters):本书将详细阐述评估电子器件性能的关键指标,例如击穿电压、导通电阻、开关速度、载流子迁移率、漏电流、热阻、可靠性寿命等,并深入分析这些参数之间的相互制约关系,以及如何通过材料选择和结构设计来优化这些参数。 先进的表征技术(Advanced Characterization Techniques):我们将介绍用于深入理解器件内部物理机制和评估器件性能的先进表征技术,包括电子显微镜(SEM, TEM)、原子探针断层扫描(APT)、飞秒激光诱导瞬态吸收光谱、高分辨X射线衍射(HRXRD)以及各种电学和热学测量技术。这些技术为器件设计和优化提供了重要的依据。 可靠性与失效分析(Reliability and Failure Analysis):在实际应用中,器件的长期可靠性至关重要。本书将探讨导致器件失效的各种机制,如热应力、电应力、静电放电(ESD)、闩锁效应(Latch-up)等,并介绍相关的可靠性测试方法和失效分析技术,为提升器件的稳定性和使用寿命提供指导。 四、 前沿应用与未来展望 最后,本书将聚焦这些创新器件在各个关键领域的应用,并展望未来的发展趋势。 新能源汽车与电动出行(New Energy Vehicles and Electric Mobility):高效率、高功率密度、高可靠性的SiC和GaN器件是实现下一代电动汽车的核心驱动力。我们将探讨它们在车载充电器、DC-DC转换器、电机控制器等关键部件中的应用,以及如何通过器件创新推动电动汽车的续航里程、充电速度和整体性能的提升。 可再生能源与智能电网(Renewable Energy and Smart Grids):风电、光伏等可再生能源的接入对电力电子技术提出了更高要求。本书将分析先进功率器件在逆变器、变流器等设备中的应用,以及如何通过高性能器件构建更高效、更稳定的智能电网。 高速通信与数据中心(High-Speed Communication and Data Centers):5G/6G通信、人工智能(AI)计算以及大数据处理对器件的频率、功率和效率提出了前所未有的挑战。我们将探讨GaN等器件在射频前端、数据中心服务器电源等方面的应用,以及微处理器、存储器等计算器件在结构和材料上的创新趋势。 物联网(IoT)与边缘计算(Edge Computing):低功耗、高性能的传感器器件和边缘计算单元是构建万物互联世界的基石。本书将关注适用于IoT设备的低功耗CMOS、MEMS器件,以及边缘计算所需的专用集成电路(ASICs)和FPGA的最新进展。 通过对材料、结构、性能和应用的全面梳理,本书旨在为电子工程领域的科研人员、工程师和学生提供一个深入理解和把握电子器件前沿技术发展的有力工具,激发创新灵感,共同推动电子科技的未来发展。

用户评价

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我看到这本书的书名,首先想到的就是那些支撑起我们现代工业和信息化社会的庞大能量系统。作为一名在电力系统领域摸索多年的技术人员,我深知“高压大功率”这几个字背后所蕴含的技术挑战与创新。“国际电气工程先进技术译丛”这个系列的名字,本身就代表着一种国际视野和前沿的高度,让我对这本书的内容充满了信心和期待。我一直对那些在输电、配电、变电以及工业驱动等关键环节发挥着核心作用的功率器件非常关注。然而,随着我们对能源效率、环境保护以及电力传输距离和容量要求的不断提高,传统的电力电子器件正面临着巨大的升级压力。我非常希望这本书能够深入剖析当前和未来最先进的高压大功率器件的技术发展方向。特别是那些能够实现更高电压等级、更低损耗、更快开关速度的器件,比如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)功率器件。我渴望理解它们在材料特性、器件结构、栅极控制、封装技术等方面是如何实现突破的,以及这些突破如何转化为实际的性能提升。书中对于这些新型器件的“原理”的讲解,对我来说是至关重要的,我需要理解它们内在的物理机制,才能更好地掌握其“特性”,并最终将其应用于实际的“应用”中。我希望书中能够提供一些具有代表性的应用案例,比如在高压直流输电(HVDC)、大规模风力发电和太阳能发电并网系统、电动汽车主逆变器、轨道交通牵引系统等场景下,这些先进器件是如何被集成和优化的。能否通过这本书,我能更清晰地看到高压大功率器件技术的未来图景,并从中获得启发,为我所在的领域贡献一份力量,是我最为期盼的。

评分

这本书的标题,瞬间勾起了我内心深处对电力电子技术的渴望。我是一名刚刚步入工程领域的研究生,对那些能够承载巨大能量、实现高效电力转换的“大块头”器件一直充满着好奇与憧憬。“国际电气工程先进技术译丛”的标签,更是让我觉得这本书必然集结了该领域的权威知识和最新动态。我一直关注着新能源汽车、智能电网、高效电机驱动等领域的发展,深知这些领域的核心竞争力离不开高性能的功率器件。然而,我对这些器件的内部构造、工作机制以及它们是如何在极端环境下(高电压、大电流、高温)保持稳定可靠运行的,常常感到困惑。“原理、特性和应用”这几个关键词,正是我在学习过程中最为欠缺的知识链条。我迫切希望书中能够详细阐述各种先进的高压大功率器件,例如IGBT、MOSFET、SiC MOSFET、GaN HEMT等,它们的物理结构、能带理论、载流子传输机制。同时,我也非常期待能够深入了解这些器件的关键电气特性,比如导通损耗、开关损耗、耐压等级、温度特性、可靠性指标等,以及这些特性是如何通过材料科学和器件工艺的进步来不断优化的。更令我兴奋的是“应用”部分,我希望书中能够呈现一些具体的、具有代表性的工程实例,比如在电动汽车的电机控制器、大功率UPS电源、柔性交流输电系统(FACTS)、高压变频器等场景下,这些器件是如何被选择、集成和应用的,以及在这些应用中可能遇到的技术挑战和解决方案。如果这本书能够帮助我建立起对高压大功率器件的系统性认知,为我的研究生课题研究打下坚实的基础,那将是无上的荣幸,我期待它能成为我学术旅程中的一座灯塔。

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这本书的书名,如同一份沉甸甸的邀请函,邀请我去探寻电力电子技术最核心、最前沿的领域。“国际电气工程先进技术译丛”这个响亮的系列名,本身就预示着它所汇聚的是全球最顶尖的学术思想和技术成果。我是一名对电气工程充满热情的学生,尤其对那些能够驱动我们现代社会运行的强大力量——高压大功率器件——感到着迷。然而,在学习过程中,我常常感觉到理论知识与实际应用之间存在着一道鸿沟,尤其是在面对复杂的高压大功率系统时。我迫切地希望这本书能够弥合这道鸿沟,通过深入浅出的讲解,让我真正理解这些器件的“原理”:它们是如何在极端条件下工作的?是什么样的物理机制保证了其在高电压、大电流下的稳定性和可靠性?我希望书中能详细剖析诸如IGBT、MOSFET,乃至更先进的SiC MOSFET、GaN HEMT等器件的内部结构、工作机理、载流子行为和能量损耗过程。同时,“特性”这个词也对我至关重要,我希望书中能够清晰地阐述这些器件的关键电气参数,如耐压等级、导通电阻、开关速度、热阻、可靠性模型等,并解释这些参数是如何受到材料、工艺和设计的影响而变化的。而“应用”部分,则是我最期待的,我希望能够看到这些先进器件在实际工程中的广泛应用,例如在特高压输电、大功率变流器、电动汽车驱动系统、可再生能源发电等领域的具体设计和优化案例。我希望这本书能够帮助我构建起对高压大功率器件的系统性认知,为我未来的学习和研究指明方向,让我能够更有信心地迎接电气工程领域的挑战,并为未来的技术发展贡献自己的力量。

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这本书的标题“国际电气工程先进技术译丛·先进的高压大功率器件:原理、特性和应用”,听起来就充满了技术含量和前沿性,仿佛是通往电力电子技术核心宝库的钥匙。我是一名在电力能源领域从事多年研究的学者,长期以来,我一直关注着半导体器件在电力系统中的应用与发展。特别是随着全球对能源效率和可持续发展的日益重视,高压大功率器件的性能提升和技术创新,成为了推动整个电力行业进步的关键。我深切地感到,现有的知识体系在面对层出不穷的新型高压大功率器件时,显得有些滞后。我迫切地希望这本书能够为我提供一个系统、深入的知识框架,来理解这些器件的“原理”:它们是如何在纳米尺度上实现对巨量电能的精确控制,其内部的物理机制究竟是怎样的?我希望书中能够详细阐述如IGBT、MOSFET、SiC MOSFET、GaN HEMT等典型器件的结构设计、材料特性、能带理论、载流子动力学,以及它们在不同工作状态下的行为模式。同时,“特性”这个词也吸引了我,我希望书中能够深入分析这些器件的关键性能指标,如耐压等级、导通电阻、开关损耗、热阻、可靠性等,并解释这些特性是如何受到材料、制造工艺和设计理念的影响的。更令我期待的是“应用”部分,我希望能看到这些先进器件在特高压直流输电、大规模可再生能源并网、电动汽车高效驱动、智能电网能量管理等前沿领域的最新应用案例,以及在这些应用中如何进行系统集成、优化设计和解决实际工程难题。我渴望通过这本书,能够站在国际学术前沿,深刻洞察高压大功率器件技术的未来发展趋势,为我的科研工作注入新的活力和方向,并能与国际同行形成有效的学术交流。

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这本书的标题让我联想到了在严酷环境下工作的巨型机械,它们承载着巨大的能量,却又必须精密而稳定地运行。“国际电气工程先进技术译丛”的系列名,让我对其内容的深度和专业性有了初步的信心。我是一名工业自动化领域的工程师,日常工作中经常会接触到需要高功率输出的设备,比如重型机械的驱动系统、大功率电动机的软启动和变频控制,以及某些工业加热设备。虽然我直接负责的环节可能不是器件本身的设计,但对于驱动这些设备的功率半导体模块的选型、散热设计以及如何保证其长期可靠运行,却是我工作中至关重要的一环。我常常需要在有限的资料中摸索,去理解为什么某个功率模块在特定条件下会失效,或者如何才能在满足性能要求的同时,最大程度地延长其使用寿命。因此,“先进的高压大功率器件:原理、特性和应用”这个书名,对于我来说,简直是一份及时雨。我极其渴望了解这些器件在“高压”、“大功率”这些极限条件下,其内部的物理学原理是如何被利用和优化的。比如,如何设计才能减少导通损耗和开关损耗?如何才能有效地管理器件在开关过程中的过电压和过电流?散热问题又是如何通过结构设计和封装技术来解决的?书中对于各种新型高压大功率器件(如碳化硅、氮化镓等)的特性和应用,是否会有深入的介绍?我特别关注那些能够带来效率提升、体积减小、可靠性增强的器件技术,因为这些直接关系到我所负责的系统的整体性能和成本。如果书中能够提供一些实用的设计指南、典型应用电路以及故障分析案例,那对我来说将是无价之宝,能帮助我更好地理解和解决实际工程中遇到的挑战,从而提升我工作的效率和质量。

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我手里的这份书名,“国际电气工程先进技术译丛·先进的高压大功率器件:原理、特性和应用”,就如同打开了一扇通往电力电子核心技术的大门。我是一名在电力设备制造行业工作的工程师,长期以来,我们都在与各种功率半导体器件打交道,从低压到高压,从几安培到几千安培,它们的性能直接决定了我们产品的竞争力。然而,随着技术的发展,特别是新能源、电动汽车、智能电网等领域的崛起,对功率器件的要求也越来越苛刻,体积更小、效率更高、可靠性更强、成本更低,这些都是我们面临的挑战。因此,我非常期待这本书能够提供最前沿的、具有国际视野的关于高压大功率器件的深入解析。我尤其关注那些能够解决当前瓶颈问题的“先进技术”,例如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带半导体材料在功率器件领域的应用。我希望书中能详细介绍这些新型器件的物理基础,比如其独特的晶体结构、载流子迁移率、击穿电场强度等,以及这些特性如何转化为在耐压、导通损耗、开关速度等方面的巨大优势。同时,我也对这些器件的“特性”有着浓厚的兴趣,比如它们在不同工作模式下的损耗模型、热阻特性、电磁兼容性(EMC)表现,以及如何通过合理的栅极驱动和保护电路来充分发挥其潜力。更重要的是,“应用”这一部分,我期待能够看到大量真实的、具有指导意义的工程案例,例如在高压变流器、大功率电机驱动、储能系统、高压直流输电等领域的具体应用,以及在这些应用中如何根据实际需求进行器件选型、系统设计和可靠性评估。我希望通过阅读这本书,能够深刻理解当前高压大功率器件技术的最新发展和未来趋势,并从中汲取灵感,为我所在的公司和行业的技术升级提供有价值的参考。

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翻开这本书的封面,一股厚重而专业的学术气息扑面而来,正如书名所暗示的,“国际电气工程先进技术译丛”本身就代表着一种严谨和权威。我个人在电力电子领域的研究主要集中在低压变流器的设计与控制,对于高压大功率器件的应用场景和技术难点,一直是心存一份敬畏和好奇。例如,在设计一台大功率感应炉时,我们常常会遇到器件的额定电压和电流限制,以及如何有效地散热和抑制寄生参数的负面影响。这本书的出现,无疑为我提供了一个深入了解这些“大块头”级器件的绝佳机会。我渴望知道,当电压等级攀升至数千伏甚至更高,电流达到数千安培乃至更大时,器件的内部物理机制会发生怎样的变化?它们在材料选择、结构设计、栅极驱动、保护电路等方面有哪些独特之处?尤其吸引我的是“原理、特性和应用”这几个关键词,它们预示着本书不仅仅是罗列各种器件型号,而是会从根本上剖析其工作机理,深入探讨其关键性能指标,并给出切实可行的应用指导。我特别希望书中能有详尽的图示和仿真结果,来直观地展现这些器件在不同工作状态下的电场分布、载流子行为以及能量损耗情况。同时,对于不同类型的高压大功率器件(如IGBT、GTO、SCR、SIT,以及新兴的SiC和GaN器件)的比较分析,它们各自的优缺点、适用范围以及未来的发展趋势,也是我非常期待了解的内容。能够接触到国外同行在这些前沿领域的最新思考和实践,对我拓宽研究视野、把握技术脉搏具有不可估量的价值,我甚至期待书中能提及一些尚未普及但极具潜力的器件技术,能够为我今后的研究方向提供一些“风向标”式的启示。

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我看到这本《国际电气工程先进技术译丛·先进的高压大功率器件:原理、特性和应用》,脑海中立即浮现出那些在庞大电力系统中默默工作的“巨无霸”。作为一名在电力设备研发领域摸爬滚打多年的工程师,我深知“高压大功率”这几个字背后所蕴含的技术深度和工程挑战。“先进技术译丛”的名号,更是让我对其内容的权威性和前沿性有了初步的肯定。我一直对那些支撑起现代工业和社会运转的电力电子核心部件充满好奇,它们是能量转换的“心脏”,而高压大功率器件无疑是其中最强劲、最关键的部分。我的工作常常需要与这些器件的选型、应用和系统集成打交道,但有时面对层出不穷的新型器件和复杂的设计要求,会感到力不从心。我非常希望这本书能够系统地阐述这些器件的“原理”,让我理解它们是如何在极端的电压和电流条件下依然能保持稳定工作的。特别是对于那些新兴的宽禁带半导体器件(如SiC和GaN),我渴望知道它们在材料特性、器件结构、载流子行为等方面是如何实现超越传统硅器件的。同时,“特性”这个词也让我充满期待,我希望书中能够详细分析这些器件的关键参数,如耐压能力、导通损耗、开关损耗、热阻、可靠性指标等,以及这些特性如何影响其在实际应用中的表现。更重要的是,“应用”部分,我期待能够看到大量贴合实际的工程案例,比如在高压变流器、电动汽车主逆变器、大功率风力发电和光伏发电系统、轨道交通牵引系统等领域的具体应用,以及在这些应用中如何进行器件选择、系统设计和优化。我希望这本书能为我提供解决实际工程难题的思路和方法,提升我对高压大功率器件的认知水平,并为我今后的技术创新提供宝贵的指导,让我能够更好地把握行业发展脉搏,应对未来的技术挑战。

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这本书的书名,就像是在召唤我对电力电子技术深处奥秘的探索。作为一名对电气工程领域充满热情但又相对初级的学习者,我一直对那些驱动现代工业和社会运转的“幕后英雄”——功率半导体器件——感到由衷的敬畏。“国际电气工程先进技术译丛”这一系列的名字,为我勾勒出了一幅知识殿堂的蓝图,而“先进的高压大功率器件:原理、特性和应用”则是我渴望进入的那个最核心的房间。我曾对那些能实现高电压、大电流转换的器件感到非常好奇,它们在能源传输、电力变换等关键领域扮演着不可替代的角色。我的困惑在于,如何才能理解这些器件在如此极端的条件下依然能够稳定工作的物理基础?它们是如何在极高的电压梯度下保持绝缘,又如何在巨大的电流流过时避免过热烧毁?我对书中能否详细解释这些器件的内部结构,比如PN结、MOSFET的沟道形成、IGBT的功率BJT与MOSFET的结合等,以及这些结构如何影响器件的耐压、载流子注入和复合过程,从而决定其整体性能,有着强烈的期待。同时,“特性”这个词也让我非常感兴趣,我希望书中能够深入探讨各种器件的关键参数,如击穿电压、阈值电压、导通电阻、开关损耗、热阻等,并解释这些参数是如何受到材料、工艺和结构的影响的。更重要的是,“应用”部分,我期待能够看到这些器件在实际工程中的广泛应用,例如在特高压输电、大规模储能系统、高性能电动汽车驱动、轨道交通牵引系统等领域的具体案例,以及在这些应用中如何根据具体需求选择合适的器件并进行系统设计。这本书能否为我揭示这些高压大功率器件的“前世今生”和“未来趋势”,为我的学习之路点亮前方的道路,是我最为关切的。

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这本书的名字就像一把金钥匙,开启了我通往高压大功率电力电子器件神秘殿堂的大门。我一直对那些能够驾驭雷霆万钧之力的半导体元件充满好奇,它们是现代电力系统不可或缺的基石。当我看到“先进的高压大功率器件:原理、特性和应用”这个标题时,我的心就怦怦直跳,仿佛预感自己即将接触到行业的最新前沿。我深知,随着新能源、电动汽车、智能电网等领域的飞速发展,对电力电子器件的性能、效率、可靠性提出了前所未有的挑战。而这本书,恰恰聚焦于这个至关重要的领域,以“先进技术”和“译丛”的身份,预示着它所汇聚的将是国际上最顶尖的研究成果和最前沿的理论知识。我非常期待能够深入了解这些器件的底层原理,理解它们是如何被设计、制造和优化的,以及它们在实际工程中是如何应用的,包括那些我从未接触过的、令人惊叹的创新设计和解决方案。我的专业背景虽然并非直接与高压大功率器件领域挂钩,但我对电子科学技术抱有浓厚兴趣,并且深信理解这些“幕后英雄”对于拓宽我的技术视野、激发新的研究灵感至关重要。尤其是我对那些能够实现超高电压、超大电流切换的功率器件,以及它们如何克服热量、电应力、电磁干扰等一系列严峻挑战的机制,感到无比的着迷。这本书能否系统地阐述诸如IGBT、SiC MOSFET、GaN HEMT等新型器件的发展历程,并对其结构、工作原理、损耗特性、开关动态以及可靠性等进行深入剖析,是我最为关注的。此外,我对书中可能包含的实际应用案例,例如在特高压输电、大功率变流器、新能源发电系统(风电、光伏)、电动汽车充电桩、感应加热等方面的具体设计和优化策略,也充满了期待。我希望通过阅读这本书,能够对“高压大功率”这几个字背后的技术深度和广度有一个全新的认识,并从中汲取养分,为我未来的学习和工作提供宝贵的指导。

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不错,看着很有收获~~~~

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好!!!!!!!!!!!!!!

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还好不再闭关锁国,学习学习。

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物美价廉,物流给力。。。

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不错,看着很有收获~~~~

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书不错

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