适读人群 :功率半导体技术研究的科研工作者、工程师,高等院校微电子科学与工程、集成电路科学与工程、电力电子技术专业师生
1)美国EPC公司CEO、国际整流器公司原CEO著作,全彩色印刷,理解GaN晶体管结构、特性和应用的实用指南。
2)系统全面介绍氮化镓(GaN)技术及其应用的经典著作,获得了国际上众多知名专家的推荐。
3)第3版更新了35%的内容,包括散热管理、多电平变换器、高谐振无线电源和激光雷达等新章节。
4)在使用GaN晶体管构建功率变换系统时,提供了有关特定电路的实用设计。
5)适合从事GaN功率半导体技术研究的科研工作者、工程师、高年级本科生和研究生使用,对于从事其他功率半导体技术的研究也具有借鉴意义。
氮化镓功率晶体管——器件、电路与应用(原书第3版
氮化镓功率晶体管——器件、电路与应用(原书第3版)》共17章,第1章概述了氮化镓(GaN)技术;第2章为GaN晶体管的器件物理;第3章介绍了GaN晶体管驱动特性;第4章介绍了GaN晶体管电路的版图设计;第5章讨论了GaN晶体管的建模和测量;第6章介绍了GaN晶体管的散热管理;第7章介绍了硬开关技术;第8章介绍了软开关技术和变换器;第9章介绍了GaN晶体管射频性能;第10章介绍了DC-DC功率变换;第11章讨论了多电平变换器设计;第12章介绍了D类音频放大器;第13章介绍了GaN晶体管在激光雷达方面的应用;第14章介绍了包络跟踪技术;第15章讨论了高谐振无线电源;第16章讨论了GaN晶体管的空间应用;第17章分析了GaN晶体管替代硅功率晶体管的原因。
《氮化镓功率晶体管——器件、电路与应用(原书第3版)》适合作为从事GaN功率半导体技术研究的科研工作者、工程师、高年级本科生和研究生的参考书,也可以作为高等院校微电子科学与工程、集成电路科学与工程、电力电子技术专业的教材。
氮化镓功率器件——材料、应用及可靠性
本书重点讨论了与氮化镓(GaN)器件相关的内容,共分15章,每一章都围绕不同的主题进行论述,涵盖GaN材料、与CMOS工艺兼容的GaN工艺、不同的GaN器件设计、GaN器件的建模、GaN器件的可靠性表征以及GaN器件的应用。本书的特点是每一章都由全球不同的从事GaN研究机构的专家撰写,引用了大量的代表新成果的文献,适合于从事GaN技术研究的科研人员、企业研发人员,以及工程师阅读,也可作为微电子及相关专业的高年级本科生、研究生和教师的参考用书。
氮化镓功率晶体管——器件、电路与应用(原书第3版
译者序
原书前言
致谢
第1章 GaN技术概述1
1.1硅功率MOSFET(1976~2010年)1
1.2GaN基功率器件1
1.3GaN和SiC材料与硅材料的比较2
1.3.1禁带宽度Eg3
1.3.2临界电场Ecrit3
1.3.3导通电阻RDS(on)3
1.3.4二维电子气4
1.4GaN晶体管的基本结构5
1.4.1凹槽栅增强型结构6
1.4.2注入栅增强型结构7
1.4.3pGaN栅增强型结构7
1.4.4混合增强型结构7
1.4.5GaN HEMT反向导通8
1.5GaN晶体管的制备9
1.5.1衬底材料的选择9
1.5.2异质外延技术10
1.5.3晶圆处理11
1.5.4器件与外部的电气连接12
1.6GaN集成电路13
1.7本章小结16
参考文献16
第2章 GaN晶体管的电气特性19
2.1引言19
2.2器件的额定值19
2.2.1漏源电压19
2.3导通电阻RDS(on)23
2.4阈值电压25
2.5电容和电荷27
2.6反向传输29
2.7本章小结31
参考文献31
第3章 GaN晶体管的驱动特性33
3.1引言33
3.2栅极驱动电压34
3.3栅极驱动电阻36
3.4用于栅极注入晶体管的电容电流式栅极驱动电路37
3.5dv/dt抗扰度39
3.5.1导通时dv/dt控制39
3.5.2互补器件导通39
3.6di/dt抗扰度42
3.6.1器件导通和共源电感42
3.6.2关断状态器件di/dt43
3.7自举和浮动电源 43
3.8瞬态抗扰度46
3.9考虑高频因素48
3.10增强型GaN晶体管的栅极驱动器48
3.11共源共栅、直接驱动和高压配置49
3.11.1共源共栅器件49
3.11.2直接驱动器件51
3.11.3高压配置51
3.12本章小结52
参考文献52
第4章 GaN晶体管电路布局56
4.1引言56
4.2减小寄生电感56
4.3常规功率回路设计58
4.3.1横向功率回路设计58
4.3.2垂直功率回路设计59
4.4功率回路的优化59
4.4.1集成对于寄生效应的影响60
4.5并联GaN晶体管61
4.5.1单开关应用中的并联GaN晶体管61
4.5.2半桥应用中的并联GaN晶体管64
4.6本章小结66
参考文献67
第5章 GaN晶体管的建模和测量68
5.1引言68
5.2电学建模68
5.2.1建模基础68
5.2.2基础建模的局限性70
5.2.3电路模拟的局限性72
5.3GaN晶体管性能测量73
5.3.1电压测量要求75
5.3.2探测和测量技术77
5.3.3测量未接地参考信号79
5.3.4电流测量要求80
5.4本章小结80
参考文献81
氮化镓功率器件——材料、应用及可靠性
原书前言
第1章GaN的特性及优点1
1.1总体背景1
1.2GaN材料2
1.3极化效应5
1.4GaN基FET8
1.5天然超级结(NSJ)结构10
1.6导通电阻和击穿电压13
1.7低压器件14
1.8高压器件18
1.9GaN垂直功率器件的未来研究21
参考文献22
第2章衬底和材料24
2.1衬底概述25
2.2金属有机化学气相沉积26
2.2.1半绝缘(S.I.)的(Al,Ga)N层的制造28
2.2.2n型和p型掺杂29
2.2.3AlGaN/GaN异质结构30
2.3陷阱和色散31
2.4横向功率开关器件外延结构的制备31
2.4.1硅衬底上电流阻断层的沉积32
2.4.2碳化硅衬底上电流阻断层的沉积33
2.4.3蓝宝石衬底上电流阻断层的沉积33
2.4.4栅控层生长35
2.5垂直器件35
2.6展望39
2.6.1InAlN和AlInGaN垫座层39
2.6.2基于非c面GaN的器件40
参考文献41
第3章Si上GaN CMOS兼容工艺47
3.1Si上GaN外延47
3.2Si上GaN无Au工艺49
3.3无Au欧姆接触54
3.3.1AlGaN势垒层凹槽55
3.3.2欧姆合金优化55
3.3.3Ti/Al比56
3.3.4欧姆金属堆叠底部的Si层57
3.4Ga污染问题58
3.5结论61
参考文献61
第4章横向GaN器件的功率应用(从kHz到GHz)62
4.1简介62
4.2AlGaN/GaN HEMT的历史62
4.3色散的处理64
4.4用于毫米波的GaN66
4.5N极性GaN发展的历史回顾69
4.6电力电子中GaN的应用77
4.7结论83
参考文献83
第5章垂直GaN技术——材料、器件和应用91
5.1引言91
5.2器件拓扑93
5.2.1垂直器件与横向器件的比较93
5.3CAVET的演变95
5.4CAVET设计97
5.4.1器件成功运行所需的关键部分的讨论97
5.5CAVET的关键组成部分99
5.5.1电流阻断层103
5.5.2性能和成本105
5.6体GaN衬底的作用106
5.7RF应用的CAVET107
5.8结论107
参考文献108
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