绝缘栅双极型晶体管（IGBT）设计与工艺_赵善麒_9787111604983

IGBT是新型高频电力电子技术的CPU，是目前国家重点支持的核心器件，被广泛应用于国民经济的各个领域。本书共分10章，包括器件结构和工作原理、器件特性分析、器件设计、器件制造工艺、器件仿真、器件封装、器件测试、器件可靠性和失效分析、器件应用和衍生器件及SiC-IGBT。
本书面向电气、自动化、新能源等领域从事电力电子技术的广大工程技术人员和研究生，既满足从事器件设计、制造、封装、测试专业人员的知识和技术需求，也兼顾器件应用专业人员对器件深入了解以满足更好应用IGBT的愿望。

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）是在金属氧化物半导体场效应晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET) 和双极结型晶体管 (Bipolar Junction Transistor，BJT) 的基础上，结合两者优点发展起来的一种新型复合电力半导体器件。经过穿通型（Punch-Through，PT）IGBT、非穿通型 (Non-Punch-Through，NPT)IGBT和场阻止型（FieldStop，FS）IGBT等器件纵向结构的进化，从平面栅（Planar-Gate）IGBT、到沟槽栅（Trench-Gate）IGBT的栅结构演变，已成为高电压、大电流、高频电力电子装置中应用最为广泛的电力半导体器件。其应用遍布于工控领域，如电机调速、各种开关电源、UPS、静电感应加热等；家用电器，如变频空调、变频洗衣机、变频冰箱、电磁炉等；新能源领域，如太阳能逆变器、风能变流器、电动汽车、电能质量管理等；轨道交通，如动车、地铁的牵引系统、车厢的变流装备、车载空调等；还有，智能电网与物联网；城市照明与亮化工程；医疗器械和半导体装置；航天航空与军事等。使用IGBT，可以将原有电力电子装备的电能消耗降低10%～40%，根据Baliga教授引用的数据，1990～2010年的20年间，如果50%的电机采用IGBT调速控制技术，全球累计节约电能41.9万亿kW•h。同时，减少20.91万亿kg的二氧化碳排放。我国生产和利用的电机普遍低于三级能效标准，如果要达到这一标准，需要采用IGBT调速控制技术将电机整体能效提升5%～8%，届时，每年可节约电能2000亿kW•h左右，相当于两个三峡电站的年发电量，减少约1800亿kg的二氧化碳排放。可见，IGBT已经成为节能减排的核心器件，是电力电子装备中绿色的芯。目前我国IGBT的市场规模在2016年已经超过了100亿，约占全球市场的三分之一。未来几年在电动汽车、光伏及智能制造的牵引下，IGBT的需求量将以超过15%的年复合增长率增长。但具有中国“芯”的IGBT器件，市场占有率不高，产品系列化不全。国产IGBT器件要有大发展，需要从设计方法、芯片制造工艺、封装、测试及可靠性技术方面下功夫，需要扎扎实实地做好大量的基础工作。
作为“电力电子新技术系列图书”中的一册，本书系统地介绍了IGBT器件基本结构和工作原理、静动态特性、仿真设计、制造工艺、测试技术及可靠性与失效分析等内容，并给出了一些典型应用实例。本书还简要介绍了IGBT的衍生器件和碳化硅IGBT的最新发展。
本书可以作为电子信息科学与技术及电力电子技术等相关专业本科生和研究生的参考书，也可为IGBT应用工程师提供器件方面的专业知识。
本书的整体架构和写作大纲是由江苏宏微科技股份有限公司赵善麒博士提出并撰写，并参与了部分章节的撰写和审核。西安工程大学高勇教授和西安理工大学王彩琳教授分别撰写了主要章节并对全书进行了审核。参与本书撰写工作的还有西安工程大学冯松博士、江苏宏微科技股份有限公司姚天保高级工程师、刘清军高级工程师、西安理工大学杨媛教授、江苏力行电力电子科技有限公司钱昶博士以及魏进博士。江苏宏微科技股份有限公司井亚会硕士参与了本书的整理和校对工作。另外西安交通大学杨旭教授对本书应用章节也提出了宝贵的意见，在此表示感谢！虽经过几轮修改，但水平有限，书中错误和不当之处敬请读者和同行批评指正。
本书的编写提纲得到了“电力电子新技术系列图书”编委会的指导，作者在此向他们深表谢意！

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