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第一章 高压硅整流元件的设计基础9

目录9

第一节 能级、能带；电子、空穴的统计分布规律10

§1.1 半导体中的能级、能带10

§1.2 分布函数与费米能级15

§1.3 半导体中载流子的浓度18

§1.4 非平衡载流子，寿命，复合中心23

§1.5 电子和空穴的扩散与漂移28

§1.6 连续性方程与泊松方程30

§1.7 PN结的伏安特性31

第二节 二极管的整流特性31

§1.8 萧克莱公式、正偏压二极管的等效电路36

§1.9 PN结的反向电流密度40

§1.10 N+N结和P+P结43

第三节 PIN二极管的正向压降46

§1.11 PIN二极管正向压降的一般特性46

§1.12 高注入时的正向压降51

附录 PIN二极管在高注入时正向压降的计算公式51

第四节 PN结的体雪崩击穿与二极管的反峰压60

§1.13 PN结的体击穿61

§1.14 雪崩击穿过程的定量化63

§1.15 空间电荷区的宽度与场强64

§1.16 PN结的势垒电容70

§1.17 P+N或N+P结的体雪崩击穿电压的计算71

§1.18 线性缓变结体雪崩击穿电压的计算73

§1.19 PSN二极管体雪崩击穿电压的计算76

§1.20 PSN二极管体雪崩击穿时的负阻效应78

§1.21 直流负阻特性所引起的电流集中81

效应与毁坏性击穿81

§1.22 PN结的击穿形成时间83

§1.23 PN结的表面击穿与表面保护86

第五节 硅整流元件的温度特性89

§1.24 二极管的正、反向功率损耗90

§1.25 整流器功耗所引起的结温升、热阻92

§1.26 硅整流二极管的热稳定性95

§1.27 本征导电温度对最高结温的限制101

第二章 硅整流元件的暂态过程与开关特性104

第一节 PN结型二极管的暂态过程与开关特性104

§2.1 PN结型二极管的正向暂态过程与开关特性104

§2.2 PN结型二极管的反向暂态过程与开关特性109

反向的暂态过程115

第二节 硅PIN、PSN二极管的暂态过程115

§2.3 硅PIN二极管由正向导通突然转至115

§2.4 硅PSN二极管的反向暂态过程121

§2.5 PSN二极管中少子寿命的测量方法124

第三节 掺金硅的特性128

§2.6 掺金对寿命的影响128

§2.7 掺金对电阻率的影响131

§2.8 金在硅中的扩散机构与分布133

§2.9 金杂质对硅整流元件特性的影响135

第三章 硅堆的电压分布与均压问题138

第一节 串联二极管链上电压分布的计算与均压139

§3.1 高压硅堆反向运行时的等效电路139

§3.2 Ch＝0、R？＝∞时，硅堆的电压分布与均压问题141

§3.3 二极管反向电阻对电压分布的影响151

§3.4 考虑对高压端分布电容（Ch？0）时157

硅堆的反压分布157

§3.5 均压元件的选择168

§3.6 多组次级变压器171

第二节 电压分布和均压问题的实验研究173

§3.8 分布电压的测量方法174

§3.7 试品结构与实验电压174

§3.9 实验项目与实验结果176

§3.10 实验结果与分析183

第四章 高压硅堆的过流过压保护185

第一节 过流及其保护186

§4.1 过流产生的原因与短路电流的计算186

§4.2 硅堆的过载特性193

§4.3 硅堆的过电流保护197

一、短路保护198

二、过载保护201

§4.4 过压产生的原因及其幅值的大小204

第二节 过压及其保护204

§4.5 硅堆的过压保护206

一、操作过压的保护207

二、故障过压保护210

三、换相过压保护211

四、大气过压保护212

第五章 高压硅堆的实际应用218

§5.1 静电除尘与石油脱水218

§5.2 直流高压测试233

§5.3 静电喷漆237