脉冲功率器件及其应用
出版时间：2010年版
丛编项： 电力电子新技术系列图书
内容简介
脉冲功率技术近年来发展迅速，在军事和工业的众多领域都有着广泛的应用前景。脉冲功率开关是脉冲功率系统的核心器件之一，由于半导体器件具有体积小、寿命长、可靠性高等优点，脉冲功率开关目前有半导体化的趋势。《脉冲功率器件及其应用》首先对脉冲功率开关的发展历程进行了总体概述，然后分别论述了电流控制型器件（具体包括GTO晶闸管、GCT和IGCT、非对称晶闸管）和电压控制型器件（具体包括功率MOSFET、IGBT。、SITH）的结构、工作原理、特性参数及其在脉冲功率系统中的应用，特别讨论了几种新型专门用于脉冲功率领域的半导体开关（包括反向开关晶体管、半导体断路开关、漂移阶跃恢复二极管和光电导开关）的机理模型和实际运用等问题，最后论述了脉冲功率应用的相关问题。《脉冲功率器件及其应用》可供电力电子技术、微电子技术以及脉冲功率技术等领域的研究生和工程技术人员参考。
目录
电力电子新技术系列图书序言
前言
第1章 概论
1．1 脉冲功率技术的产生背景及应用
1．2 脉冲功率系统简介
1．2．1 脉冲功率技术
1．2．2 脉冲功率系统的组成与分类
1．3 常用的传统脉冲功率开关
1．3．1 触发真空开关(LVS)
1．3．2 伪火花开关(IXSS)
1．3．3 断路开关
1．4 半导体器件在脉冲功率技术中的应用
参考文献
第2章 电流控制型脉冲功率器件
2．1 门极关断(GTO)晶闸管
2．1．1 GTO的发展
2．1．2 GTO的结构
2．1．3 GTO的工作原理
2．1．4 GTO的特性优化
2．1．5 GT0的驱动电路和吸收电路
2．1．6 GTO的功耗
2．2 门极换流晶闸管(12CT)和集成门极换流晶闸管(IGCT)
2．2．1 GCT的发展
2．2．2 GCT的结构和特点
2．2．3 IGCT的工作原理和开关波形
2．2．4 IGCT的驱动电路和开关特性
2．2．5 IGCT的特性改进
2．3 非对称晶闸管
2．3．1 非对称晶闸管概述
2．3．2 非对称晶闸管的断态电压
2．3．3 非对称晶闸管的最小长基区宽度W (min)
2．4 电流控制型器件在脉冲功率系统中的应用
参考文献
第3章 电压控制型脉冲功率器件
3．1 功率场效应晶体管(Power MOSF。ET、
3．1．1 功率MOSFERT的基本原理及分类
3．1．2 功率MOSFET的基本结构
3．1．3 功率MOSFET的特性和主要电学参数
3．1．4 新型结构的功率MOSFET——“超结
3．1．5 功率MOSFET的栅极驱动
3．1．6 功率MOSFET在脉冲功率系统中的应用
3．1．6．1 功率MOSFET在高压脉冲调制器中的应用
3．1．6．2 功率MOSFET在兆赫兹脉冲功率发生器中的应用
3．1．6．3 利用MOSFET的高电压固态加法脉冲发生器的模拟幅度调制
3．1．6．4 为细菌转化提供的基于MOSFET的脉冲电源
3．1．6．5 与脉冲变压器串联的由功率MOSFET转换的20kV／500A／l00ns脉冲发生器
3．1．6．6 基于MOSFET的简单高电压纳秒级脉冲电路
3．2 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
3．2．1 概述
3．2．2 IGBT的结构和工作原理
3．2．3 IGBT的基本特性
3．2．4 IGBT的栅极驱动和保护
3．2．5五代IGBT。及第五代IGBT的3种新技术
3．2．6 IGBT的发展
3．2．7 IGBT在脉冲功率系统中的应用
3．2．7．1 改进的Marx发生器
3．2．7．2 串联谐振充电电源
3．2．7．3 IGBT在脉冲变压器驱动源中的应用
3．2．7．4 IGBT的串联
3．3 静电感应晶闸管(SITH)
3．3．1 SITH的基础理论知识
3．3．1．1 器件结构
3．3．1．2 基本工作原理
3．3．2 静态特性
3．3．2．1 正向开通特性
3．3．2．2 正向阻断特性
3．3．2．3 电压增益
3．3．3 动态特性
3．3．3．1 开通时间t和关断时间t
3．3．3．2 du／dt
3．3．3．3 di/dt
3．3．4 驱动电路和损耗
3．3．4．1 驱动电路
3．3．4．2 损耗
3．3．5 SHTH在脉冲功率系统中的应用
3．3．5．1 变压变频逆变器
3．3．5．2 高质量电源装置
3．3．5．3 脉冲功率发生器
参考文献
第4章 新型半导体脉冲功率器件
4．1 反向开关晶体管(RSD)
4．1．1 国内外研究概况
4．1．2 RSD的工作机理
4．1．2．1 借助可控等离子层换流原理
4．1．2．2 RSD的结构和工作机理
4．1．3 RSD的换流特性
4．1．3．1 RSD开通与大电流特性
4．1．3．2 RSD的功率损耗特性
4．1．3．3 RSD的关断特性
4．1．4．RSD的结构优化
4．1．4．1 薄发射极改善RSD开通特性
4．1．4．2 “薄基区一缓冲层一透明阳极”结构探索
4．1．5 RSD的关键工艺
4．1．5．1 基本工艺方案
4．1．5．2 阳极多元胞结构
4．1．5．3 阴极短路点的设计
4．1．5．4 新工艺技术研究
4．1．5．5 部分芯片测试记录
4．1．6 基于RSD的脉冲发生电路
4．1．6．1 基于RSD的脉冲放电系统主回路
4．1．6．2 120kA大功率脉冲发生电路的设计与实现
4．1．6．3 RSD在重复频率脉冲工况下的应用
4．1．6．4 大功率RSD多单元并联技术
4．1．6．5 高速长寿命化RSD芯片的级联
4．2半导体断路开关(SOS)
4．2．1 SOS效应的发现
4．2．2 SOS模式的物理基础
4．2．2．1 SOS的基本工作原理
4．2．2．2 SOS效应模式下的电子空穴动力学
4．2．3 SOS二极管的特性及主要参数
4．2．4 基于SOS二极管的脉冲发生器
4．2．4．1 基于SOS的Marx发生器
4．2．4．2 基于SOS的纳秒重复脉冲发生器
4．3 漂移阶跃恢复二极管(DSRD)
4．3．1 DSRD工作原理
4．3．1．1 DSRD结构及电路原理
4．3．1．2 DSRD的超快速恢复原理
4．3．1．3 高压下DSRD的电流电压特性
4．3．2 薄DSRD的结构及新材料的应用
4．3．3 DSRD的应用
4．3．3．1 电光开关驱动控制
4．3．3．2 脉冲产生器
4．4 光电导开关(PCSS)
4．4．1 PCSS的基本结构与工作原理
4．4．1．1 器件结构
4．4．1．2 工作原理
4．4．2 PCSS的工作模式
4．4．2．1 线性工作模式
4．4．2．2 非线性工作模式
4．4．2．3 两种工作模式比较
4．4．3 PCSS中的衰减振荡
4．4．4 PCSS的击穿特性与寿命
4．4．5 PCSS的性能改进
4．4．6 PCSS的应用
参考文献
第5章 脉冲功率应用技术
5．1 磁脉冲压缩技术
5．1．1 磁开关
5．1．2 磁脉冲压缩原理
5．1．3 磁脉冲压缩电路
5．1．4 磁开关设计
5．2 高电压大电流脉冲测量
5．2．1 大电流脉冲测量
5．2．1．1 分流器
5．2．1．2 罗氏线圈法
5．2．1．3 磁光式电流传感器
5．2．2 脉冲高压测量
5．2．2．1 电阻分压器
5．2．2．2 电容分压器
5．2．2．3 阻容分压器
5．2．2．4 微分积分测量系统
5．3 脉冲功率技术应用
5．3．1 脱硫脱硝处理
5．3．1．1 引言
5．3．1．2 实验装置
5．3．1．3 对同时脱硝脱硫处理的评价
5．3．2 气体激光器
5．3．2．1 TEAC02激光器
5．3．2．2 受激准分子激光器
5．3．2．3 其他脉冲放电激励气体激光器
5．3．3 x射线光源
5．3．3．1 x射线的种类和应用
5．3．3．2 z箍缩放电型软x射线源
5．3．3．3 光刻用的激光等离子x射线源
5．3．3．4 激光等离子x射线源用作x射线显微镜
5．3．4 紫外线光源
5．3．4．1 引言
5．3．4．2 表面放电型紫外线光源
5．3．4．3 箍缩型紫外线光源
5．3．4．4 其他脉冲紫外线光源
5．3．5 产生臭氧
5．3．5．1 引言
5．3．5．2 电晕放电的特征
5．3．5．3 电晕放电法的研究现状
5．3．5．4 今后的研究方向
5．3．6 工业废弃物处理
5．3．6．1 引言
5．3．6．2 放射性污染物质的处理
5．3．6．3 脉冲功率系统
5．3．7 二恶英处理
5．3．8 微生物杀菌
5．3．8．1 引言
5．3．8．2 脉冲电场对微生物的影响
5．3．8．3 脉冲电场杀菌的研究
5．3．8．4 杀菌效果和机理的相关讨论
5．3．8．5 今后的研究方向
5．3．9 水处理
5．3．9．1 引言
5．3．9．2 水中放电现象
5．3．9．3 水处理的应用
5．3．9．4 小结
5．3．10 岩石粉碎
5．3．10．1 引言
5．3．10．2 岩石内部的放电现象
5．3．10．3 破坏的特点
5．3．10．4 今后的研究方向
5．3．11 废弃混凝土的循环利用
5．3．11．1 引言
5．3．11．2 利用高压脉冲进行破碎分离实验
5．3．12 电磁加速
5．3．12．1 引言
5．3．12．2 电磁加速方法
5．3．12．3 电磁加速的研究和应用
5．3．12．4 电磁加速的研究现状
5．3．12．5 今后的研究方向
5．3．13 惯性核聚变
5．3．13．1 引言
5．3．13．2 关于惯性核聚变
5．3．13．3 放射线控制
5．3．13．4 Z箍缩实验
5．3．13．5 被照射目标设计
5．3．13．6 核聚变的实现
5．3．14 产生微波
5．3．14．1 引言
5．3．14．2 迟波电子回旋加速微波激射器和零磁场后进波振荡器的实验
5．3．14．3 小结
5．3．15 新材料的开发
5．3．16 离子注入
5．3．16．1 引言
5．3．16．2 金属离子注入原理
5．3．16．3 金属离子注入的特征
5．3．16．4 装置组成
5．3．16．5 电源
5．3．17 NO的生成
5．3．17．1 引言
5．3．17．2 医疗中NO的吸入疗法
5．3．17．3 实验装置和实验方法
5．3．17．4 实验结果
参考文献