前言

如果“芯片”是電子設備的大腦的話，那么功率半導體器件以及所構成的系統就是電子設備的心臟，為大腦提供能源，二者缺一不可。

作為電力電子技術核心器件的功率半導體器件，自1956年第一只晶閘管誕生以來，得到了迅速的發展。如今的功率半導體器件種類繁多，相關文獻大量涌現，很多著作都非常具有代表性，其中，《功率半導體器件基礎》（美，B.J.Baliga著，韓鄭生等譯，2013年2月由電子工業出版社出版），內容全面、系統，既包含理論基礎，又包含各種功率半導體器件的工作原理，并有對理論模型的仿真驗證，但對于學時有限的讀者來說，篇幅過大。《電力半導體新器件及其制造技術》（王彩琳編著，2015年6月由機械工業出版社出版），內容新穎，對功率半導體器件制造技術進行了較詳細的介紹，非常適合專業人士閱讀學習。《功率半導體器件——原理、特性和可靠性》（德，J.Lutz著，卞抗譯，2013年6月由機械工業出版社出版），分析透徹，尤其是對功率半導體器件損壞機理的分析非常精彩，翻譯準確，但更適合有一定專業基礎的專業人士閱讀學習，對初學者有一定難度。《功率半導體器件與應用》（瑞士，S.Linder著，肖曦、李虹等譯，2009年5月由機械工業出版社出版），語言簡練，篇幅雖然不大，但包含的內容很有實用性，更適合專業人士閱讀學習。為了方便初學讀者系統、全面地學習功率半導體器件的相關知識，需要一本全面系統介紹各種功率半導體器件工作原理，內容由淺入深，而且篇幅適中的圖書。

為適應這種需求，作者綜合了諸多相關文獻，結合多年的教學和科研工作經驗，完成了本書。書中包括以下幾個方面的內容：

1.功率半導體器件的分類及發展歷程

功率半導體器件分為功率二極管和功率開關器件。功率二極管分單極型和雙極型兩大類。功率開關器件從結構上可分為晶閘管類開關器件和晶體管類開關器件，從時間上可分為傳統開關器件（以晶閘管及派生器件為主）和現代開關器件（以功率MOSFET和IGBT為主）。這一部分內容為讀者介紹了功率半導體器件這個“大家族”的主要成員，及各自的特點和發展歷程。

2.功率二極管

功率二極管分單極型和雙極型進行討論和分析。單極型二極管以傳統的單極型二極管——肖特基二極管為基礎，在此基礎上，介紹JBS等改進型的單極型二極管。雙極型二極管以傳統的雙極型二極管——PiN二極管為基礎，在此基礎上，介紹MPS等改進型雙極型二極管。

3.功率開關器件

功率開關器件分為傳統開關器件和現代開關器件。傳統開關器件以晶閘管為主，在此基礎上，介紹以GTO晶閘管為主的晶閘管派生器件。現代功率開關器件以功率MOSFET和IGBT為主。

4.功率半導體器件應用綜述

以脈沖寬度調制（PWM）為例說明如何根據器件的額定電壓和電路的開關頻率選擇適合應用的最佳器件。

本書特點：

1）功率二極管的內容更加豐富。隨著高性能功率開關器件的出現（如功率MOSFET和IGBT），功率二極管的性能成為限制功率電路性能的主要因素。本書在傳統的功率二極管（肖特基整流器和PiN整流器）的基礎上，增加了結勢壘控制肖特基（JBS）二極管、溝槽肖特基勢壘控制肖特基（TSBS）二極管、溝槽MOS勢壘控制肖特基（TMBS）二極管等先進的單極型二極管，以及MPS等新型雙極型二極管的內容。

2）增加了仿真案例。對器件特性進行仿真，將器件外部特性和器件內部微觀機制建立可視化的對應關系，不僅能夠佐證理論模型，還可以幫助讀者加深對所學理論的理解。

3）設置了設計案例。對于經典器件，如晶閘管，書中給出了實際設計案例，將所學理論內容，以設計案例的形式連接在一起，形成整體化的知識體系。

4）增加了應用綜述內容，這一內容的增加旨在讓讀者了解電路系統對功率器件特性的要求。沒有完美的器件，只有更合適的器件，不同的應用場合，需要不同的器件。

本書由關艷霞、劉斌、吳美樂和盧雪梅合作完成，第2章由劉斌編寫，第3章由吳美樂編寫，第6章由盧雪梅編寫，其他章節由關艷霞編寫。

在本書的編寫過程中，我們得到了已故潘福泉老師的無私幫助，尤其在晶閘管設計方面。潘老師將實際案例和理論設計相結合，對理論設計提出了修正建議，謹以此書對潘老師表示深切懷念。

本書在正式出版之前，已在沈陽工業大學作為校內教材使用多年，很多畢業生為此書提出了寶貴意見，在此表示深深的感謝。

關艷霞