MOSFET、IGBT驅(qū)動(dòng)集成電路及應(yīng)用

內(nèi)容概要

《MOSFET、IGBT驅(qū)動(dòng)集成電路及應(yīng)用》在簡(jiǎn)析電力MOSFET和IGBT的基本工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)及其對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求的基礎(chǔ)上，介紹電力MOSFET及IGBT的80多種集成驅(qū)動(dòng)電路的基本特性和主要參數(shù)，重點(diǎn)討論50多種電力MOSFET及IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路的引腳排列、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、主要技術(shù)參數(shù)和應(yīng)用技術(shù)。書中不但給出多種以這些驅(qū)動(dòng)器集成電路為核心單元的典型電力電子變流系統(tǒng)專用驅(qū)動(dòng)控制板的應(yīng)用實(shí)例，而且對(duì)這些具體實(shí)例的電路工作原理、正常工作波形、技術(shù)參數(shù)和應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行較為細(xì)致的討論。這些實(shí)例均為作者研制，且已批量投入工程實(shí)際應(yīng)用，極具實(shí)用性和代表性。
《MOSFET、IGBT驅(qū)動(dòng)集成電路及應(yīng)用》是從事主功率器件為電力MOSFET和IGBT的電力電子變流設(shè)備及特種電源的設(shè)計(jì)、調(diào)試、安裝和制造及研究開發(fā)的工程技術(shù)人員不可多得的實(shí)用參考書，亦適合高等院校電力電子及相關(guān)專業(yè)的廣大師生參考。

作者簡(jiǎn)介

李宏 1960年5月出生，陜西乾縣人，西安石油人學(xué)教授，博士生副導(dǎo)師，中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)理事，中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電氣節(jié)能研究會(huì)理事，中國電源學(xué)會(huì)特種電源專業(yè)委員會(huì)常務(wù)委員，中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，陜西省電源學(xué)會(huì)常務(wù)理事，西安石油大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，《電力電子技術(shù)》、《電源技術(shù)應(yīng)用》、《西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)》、《現(xiàn)代電子技術(shù)》編委。
主要研究方向?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)、電氣傳動(dòng)技術(shù)、特種電源技術(shù)及專用集成電路的開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)。獲中國人民解放軍空軍科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。主持設(shè)計(jì)與電力電子有關(guān)的工程項(xiàng)目近300個(gè)，研制開發(fā)的電力電子成套裝置1000多臺(tái)套，運(yùn)行于國內(nèi)電力、冶金、化工、石油、機(jī)械、電子、核工業(yè)、軍工等行業(yè)，并已出口到東南亞；開發(fā)的晶閘管、GTR、IGBT、MOSFET專用驅(qū)動(dòng)控制板累計(jì)在全國銷售35000多塊。至今累計(jì)發(fā)表學(xué)術(shù)及工程技術(shù)性論文200多篇，出版了《電力電子設(shè)備用器件與集成電路應(yīng)用指南》、《常片晶閘管觸發(fā)器集成電路及應(yīng)用》等數(shù)十部著作。

書籍目錄

第1章  電力場(chǎng)效應(yīng)品體管的基本特性及對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求
第2章  電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管專用柵極驅(qū)動(dòng)集成電路
第3章  電力MOSFET集成驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用舉例
第4章  絕緣柵控雙極型晶體管的基本特性及對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路的要求
第5章  絕緣柵控雙極型晶體管柵極驅(qū)動(dòng)控制專用集成電路
第6章  IGBT柵極驅(qū)動(dòng)器集成電路的具體應(yīng)用舉例
附錄  電力電子變流設(shè)備介紹及選型
附錄1  電力電子變流設(shè)備舉例
附錄2  電力電子變流設(shè)備控制板和電力電子器件驅(qū)動(dòng)板選型指南
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本　　特性及對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求　　1.1 概述　　自從電力電子技術(shù)成為獨(dú)立學(xué)科五十多年來，世界各國在電力電子器件方面的研究取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，極大地帶動(dòng)了電力電子變流設(shè)備的研制和應(yīng)用，使其向高效能化、綠色化、智能化和小型化等方面發(fā)展。其中尤其以電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管與絕緣柵控雙極型晶體管（IGBT）較為突出?！　OSFET是Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor（金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）的縮寫。電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管分為結(jié)型和絕緣柵型，但通常將絕緣柵型的MOSFET型簡(jiǎn)稱為電力MOSFET（PowerMOSFET）。其特點(diǎn)是用柵？源極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，需要的驅(qū)動(dòng)功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高，熱穩(wěn)定性優(yōu)于電力晶體管（GiantTransistor，GTR），但限于材料及工藝技術(shù)條件，目前電力MOSFET的電流容量小，耐壓低，一般只適合在功率不超過10kW的電力電子變流設(shè)備中使用。　　電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件以其優(yōu)異的高頻和自均流性能在各種高頻電力電子變流設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)代電力電子工程師所必須熟識(shí)的器件。本章主要介紹電力MOSFET的基本特性及對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求。只有熟練掌握了電力MOSFET的基本特性，才能知道驅(qū)動(dòng)它們時(shí)應(yīng)該注意的問題，并有助于理解驅(qū)動(dòng)集成電路的原理和使用方法。后續(xù)章節(jié)主要列舉和介紹電力MOSFET的各種常用驅(qū)動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)集成電路、驅(qū)動(dòng)模塊和驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用技術(shù)?！　?.2 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理　　為了說明MOSFET的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理，首先要說明場(chǎng)效應(yīng)器件的基本結(jié)構(gòu)。圖1.1示出了N溝道MOSFET的結(jié)構(gòu)。由于輸出電流是由柵極通過金屬氧化膜半導(dǎo)體系統(tǒng)進(jìn)行控制的，所以這種結(jié)構(gòu)稱為MOS結(jié)構(gòu)。在MOSFET中只有一種載流子（N溝道時(shí)是電子，P溝道時(shí)是空穴）從源極S出發(fā)經(jīng)漏極D流出。圖1.2示出了MOSFET的模擬結(jié)構(gòu)，在柵？源極電壓UGS＝0時(shí)，漏極與源極間的PN結(jié)狀態(tài)與普通二極管一樣，為反向偏置狀態(tài)，此時(shí)即使在漏？源極之間施加電壓，也不會(huì)造成P區(qū)內(nèi)載流子的移動(dòng)，即器件保持關(guān)斷狀態(tài)?！　〉?章 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性及對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求　　如果在柵極G與源極S之間加正向電壓（UGS＞0），就會(huì)在柵極下面的硅表面出現(xiàn)耗盡區(qū)，接著就出現(xiàn)了負(fù)電荷（電子），硅的表面從P型反型成N型，如圖1.2（b）所示，此時(shí)電子從源極移動(dòng)到漏極形成漏極電流iD，我們把導(dǎo)電的反型層稱作溝道。如果在柵極與源極之間加反向電壓（UGS＜0），則與上述情況相反，在柵極下面的硅表面上因感應(yīng)產(chǎn)生空穴，故沒有iD電流流過，如圖1.2（c）所示?！　膱D1.1中可以看出，傳統(tǒng)的MOSFET結(jié)構(gòu)是把源極、柵極及漏極安裝在硅片的同一側(cè)面上，因而MOSFET中的電流是橫向流動(dòng)的，電流容量不可能太大?！　∫氆@得大的功率處理能力，必須有很高的溝道長寬比（W／L），而溝道長度L受基板和光刻工藝的限制不可能做得很小，所以只能增加管芯面積，這顯然是不經(jīng)濟(jì)的，甚至是難以實(shí)現(xiàn)的?！　「鶕?jù)載流子的性質(zhì)，MOSFET可分為N溝道和P溝道兩種類型，它們的電路圖形符號(hào)分別如圖1.3（a）與（b）所示，圖中箭頭表示載流子移動(dòng)的方向。　　……

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