氮化鎵與碳化硅功率器件：基礎原理及應用全解

第1章 功率變換 001～006
1.1 引言001
1.2 變流技術002
1.3 電力電子變流器002
1.4 效率003
1.5 應用005
參考文獻005
第2章 硅功率器件 007～013
2.1 材料和器件008
2.2 MOSFET 008
2.3 功率MOSFET 的電氣特性009
2.4 功率MOSFET 的損耗012
參考文獻013
第3章 寬禁帶材料 014～025
3.1 引言014
3.2 碳化硅（SiC） 015
3.3 氮化鎵（GaN） 018
3.3.1 GaN 的特性019
3.3.2 橫向與縱向GaN 結構021
3.4 SiC 和GaN 的晶體結構021
3.5 金剛石與氧化鎵023
參考文獻025
第4章 GaN 026～034
4.1 GaN 的特性026
4.2 襯底與材料027
4.2.1 藍寶石襯底028
4.2.2 Si 襯底029
4.2.3 Qromis 襯底技術（QST） 030
4.3 傳輸特性030
4.4 GaN 的缺陷與雜質032
參考文獻033
第5章 GaN 功率器件 035～066
5.1 GaN 功率器件概述035
5.2 電學特性037
5.3 GaN 建模039
5.4 外延與摻雜040
5.5 遠程外延技術在GaN 與SiC 薄膜領域的潛力041
5.6 GaN HEMT 的制造046
5.7 拓撲結構050
5.8 驅動特性056
5.9 平面型GaN 器件057
5.10 垂直型GaN 器件058
5.11 可靠性059
5.12 動態(tài)導通電阻061
5.13 柵極退化062
5.14 封裝063
5.15 熱管理065
參考文獻066
第6章 GaN 應用 067～087
6.1 探索汽車產業(yè)067
6.1.1 功率模塊068
6.1.2 逆變模塊069
6.1.3 直流-直流變換器070
6.1.4 電機控制070
6.2 GaN 增強激光雷達（LiDAR）的工作性能070
6.2.1 飛行時間LiDAR 070
6.2.2 GaN 半導體在LiDAR 中的應用072
6.3 GaN 在RF 領域的革新072
6.3.1 GaN 在軍事中的應用072
6.3.2 GaN 在電信業(yè)中的應用073
6.4 太空應用074
6.4.1 GaN 中的輻射效應074
6.4.2 電氣性能075
6.4.3 太空用DC-DC 設計075
6.4.4 電機控制077
6.4.5 挑戰(zhàn)與競爭格局078
6.5 電機驅動080
6.5.1 典型解決方案080
6.5.2 GaN 在電機驅動中的優(yōu)勢082
6.6 隔離式GaN 驅動器082
6.7 電源供應：數字控制083
6.8 低溫應用083
6.9 LED 技術084
6.10 無線充電技術085
參考文獻087
第7章 SiC 088～104
7.1 引言088
7.2 SiC 的特性088
7.3 SiC 晶圓制造與缺陷分析093
7.4 器件工藝098
7.5 溝槽柵MOSFET 和平面柵MOSFET 101
7.6 器件可靠性102
參考文獻103
第8章 SiC 功率器件 105～119
8.1 SiC MOSFET 105
8.2 SiC 模塊112
8.3 SiC 肖特基二極管117
參考文獻119
第9章 SiC 應用 120～135
9.1 電動汽車120
9.1.1 電動汽車動力系統120
9.1.2 電動汽車充電器121
9.1.3 電動汽車逆變器122
9.1.4 高壓保護123
9.2 SiC 技術案例124
9.2.1 微芯科技（Microchip Technology）的SiC 技術124
9.2.2 安森美（onsemi）的SiC 技術125
9.3 可再生能源125
9.3.1 太陽能逆變器126
9.3.2 風力機127
9.4 儲能技術128
9.5 并網儲能129
9.6 光伏電池的效率130
9.7 電機驅動技術131
9.7.1 電機控制基礎概述131
9.7.2 伺服驅動132
9.8 工業(yè)驅動領域133
9.9 其他應用領域134
參考文獻135
第10章 寬禁帶器件仿真 136～150
10.1 使用LTspice 估算SiC MOSFET 的開關損耗136
10.1.1 開關損耗136
10.1.2 靜態(tài)分析137
10.1.3 動態(tài)分析138
10.2 GaN 器件的LTspice 仿真140
10.2.1 GaN 器件測試實例一：GaN System GS61008P 140
10.2.2 制造商提供的庫141
10.2.3 LTspice 上的符號141
10.2.4 開關速度測試142
10.2.5 GaN 器件測試實例二：eGaN FET EPC2001 144
10.3 SiC 二極管的仿真146
10.3.1 SiC 二極管146
10.3.2 正向電壓147
10.3.3 容抗148
參考文獻150
第11章 寬禁帶半導體市場及解決方案 151～181
11.1 BelGaN 151
11.2 Cambridge GaN Devices 153
11.3 EPC 154
11.4 英飛凌（Infineon Technologies） 155
11.5 英諾賽科（Innoscience） 156
11.6 安世半導體（Nexperia） 157
11.7 Odyssey Semiconductor Technologies 159
11.8 Tagore 160
11.9 德州儀器161
11.10 Transphorm 163
11.11 VisIC Technologies 164
11.12 Wise-integration 165
11.13 X-FAB 166
11.14 Power Integrations 167
11.15 納微半導體（Navitas Semiconductor） 168
11.16 瑞薩電子（Renesas Electronics） 169
11.17 羅姆半導體（Rohm Semiconductor） 171
11.18 意法半導體（STMicroelectronics） 171
11.19 利普思半導體172
11.20 微芯科技（Microchip Technology） 174
11.21 安森美（onsemi） 175
11.22 Qorvo 176
11.23 賽米控丹佛斯（Semikron Danfoss） 177
11.24 瑞能半導體179
11.25 Wolfspeed 180
參考文獻181
第12章 功率器件的未來：代工服務 182～193
12.1 漢磊科技183
12.2 世界先進半導體186
12.3 聯穎光電189
結語 194～195