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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