基于氮化镓的高频高效功率转换技术 - 中国高校教材图书网
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书名： |
基于氮化镓的高频高效功率转换技术
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| ISBN： | 978-7-5606-7313-4 |
责任编辑： | |
| 作者： |
戈登齐奥·梅内盖索 马泰奥·梅内吉尼 恩里科·扎诺尼 主编 郑雪峰 马晓华 何云龙 译
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定价： |
￥56.00
折扣价：￥53.20
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节省了2.8元
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| 版印次： | 1-1 |
开本： | 大32开 |
| 出版社： |
西安电子科技大学出版社 |
装订： | 平装 |
| 出版日期： |
2024-08-01 |
页数： |
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| 分级： | |
每包册数： | |
| 适用专业： | |
立体化教材： | |
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| 中图法分类： | |
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读者分类： | |
| 千字数： | 0 |
印刷日期： | |
| 国家规划教材： | |
省部级规划教材： | |
| 入选重点出版项目： | |
其他获奖项目： | |
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| 内容简介： |
本书共8章，主要内容包括GaN体单晶衬底和Si基GaN外延、横向GaN基HEMT器件及其结构、垂直型GaN基电力电子晶体管、GaN基功率器件的可靠性、GaN基功率器件的鲁棒性验证、寄生效应对GaN基功率转换器的影响、GaN基AC/DC功率转换器、GaN基开关模式功率放大器等。本书内容涵盖范围广，从材料生长到器件制造、从特性分析到鲁棒性验证、从电路设计到系统应用，层次清晰且系统性较强，可读性较高；其内容具有一定的前瞻性与先进性，所涉及的技术领域与工艺水平均为目前国际主流。
本书可作为微电子、电子信息工程、电气工程等专业的本科生以及相关专业的研究生教材，也可以供从事半导体器件设计、器件可靠性分析、电力电子系统开发的工程技术人员参考。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
结论 1
第1章 GaN体单晶衬底和Si基GaN外延 5
1.1 引言 5
1.2 GaN体单晶生长技术和衬底技术现状 6
1.3 GaN的同质外延 13
1.4 GaN的异质外延 13
1.5 Ⅲ族氮化物的异质结构 15
1.6 Ⅲ族氮化物中的压电场 16
1.7 Ⅲ族氮化物外延技术——金属有机气相外延 16
1.8 Si基AlGaN/GaN外延结构的构建 18
1.8.1 成核层 18
1.8.2 缓冲层 19
1.8.3 有源层 20
1.8.4 帽层和表面钝化层 22
1.9 结论 23
参考文献 24
第2章 横向GaN基HEMT器件及其结构 30
2.1 引言 30
2.2 常规GaN基HEMT器件 32
2.3 具有高迁移率的结构 35
2.4 抑制电流崩塌的结构 37
2.5 在高压状态下工作的结构 41
2.6 在常关型状态下工作的结构 43
参考文献 45
第3章 垂直型GaN基电力电子晶体管 49
3.1 引言 49
3.2 电流孔径垂直电子晶体管（CAVET） 50
3.2.1 CAVET的工作原理 50
3.2.2 功率开关中的CAVET 53
3.3 CAVET的开关特性 56
3.3.1 制造工艺的讨论 58
3.3.2 凹槽型CAVET 61
3.4 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET） 63
3.4.1 基于再生长的MOSFET（OGFET） 65
3.4.2 OGFET的开关特性 67
3.5 结论 69
参考文献 70
第4章 GaN基功率器件的可靠性 72
4.1 关态经时退化机制 72
4.2 p型栅器件的经时失效 78
4.3 MIS-HEMT结构中正负偏置下的阈值电压不稳定性 83
4.3.1 MIS-HEMT器件正偏置阈值电压的不稳定性 83
4.3.2 MIS-HEMT器件负偏置阈值电压的不稳定性 84
4.3.3 恒定源极电流引起的退化 87
4.4 结论 89
参考文献 90
第5章 GaN基功率器件的鲁棒性验证 93
5.1 引言 93
5.1.1 GaN基功率晶体管特有的可靠性问题 93
5.1.2 GaN基功率晶体管的开关安全工作区（SSOA） 94
5.2 嵌入式混合漏极结构的栅极注入晶体管（HD-GIT）的可靠性验证 100
5.2.1 器件的结构 100
5.2.2 基本可靠性测试 101
5.2.3 短时间开关安全工作区（sSSOA）的确定 103
5.2.4 动态高温工作寿命（D-HTOL）的测试 104
5.2.5 长时间开关安全工作区（lSSOA）的确定 106
5.2.6 短路能力（SCC）的测试 108
5.3 HD-GIT具有高鲁棒性的物理机制 109
5.4 结论 111
参考文献 111
第6章 寄生效应对GaN基功率转换器的影响 115
6.1 GaN基功率器件的寄生参数 115
6.1.1 米勒电荷比 117
6.1.2 内部栅极电阻 117
6.1.3 输出电容电荷和二极管反向恢复电荷 119
6.1.4 特征导通电阻 121
6.2 GaN封装寄生参数 122
6.2.1 MOSFET封装演变 122
6.2.2 直接影响GaN基器件性能的板级寄生参数 125
6.3 影响工作性能的外部元件及寄生参数 132
6.3.1 与开关节点相关的寄生电容 132
6.3.2 自举电源的工作机制和寄生参数 133
6.4 GaN集成和寄生效应对FOM提升的影响 133
6.5 结论 136
参考文献 137
第7章 GaN基AC/DC功率转换器 143
7.1 GaN基单相AC/DC转换器 143
7.1.1 器件直接替代和拓扑简化 143
7.1.2 建立新的应用和拓扑 145
7.1.3 面临的挑战与潜在的解决方案 147
7.2 GaN基三相AC/DC转换器 150
7.2.1 优势 150
7.2.2 面临的挑战与潜在的解决方案 151
7.3 GaN基转换器的散热设计 161
7.4 结论 164
参考文献 165
第8章 GaN基开关模式功率放大器 169
8.1 引言 169
8.1.1 概述 169
8.1.2 “功率放大器”和“逆变器”的背景 169
8.1.3 设计要素 170
8.2 基本的逆变器/功率放大器拓扑 171
8.2.1 D类、DE类“图腾柱”拓扑 171
8.2.2 单开关逆变器 176
8.2.3 多开关设计 184
8.2.4 功率控制技术 186
8.3 高频磁设计 192
8.3.1 高频绕组损耗 192
8.3.2 空磁芯设计 194
8.3.3 高频磁设计 197
8.3.4 磁芯设计 198
8.3.5 变压器和阻抗转换 199
参考文献 200
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