前言

如果“芯片”是电子设备的大脑的话，那么功率半导体器件以及所构成的系统就是电子设备的心脏，为大脑提供能源，二者缺一不可。

作为电力电子技术核心器件的功率半导体器件，自1956年第一只晶闸管诞生以来，得到了迅速的发展。如今的功率半导体器件种类繁多，相关文献大量涌现，很多著作都非常具有代表性，其中，《功率半导体器件基础》（美，B.J.Baliga著，韩郑生等译，2013年2月由电子工业出版社出版），内容全面、系统，既包含理论基础，又包含各种功率半导体器件的工作原理，并有对理论模型的仿真验证，但对于学时有限的读者来说，篇幅过大。《电力半导体新器件及其制造技术》（王彩琳编著，2015年6月由机械工业出版社出版），内容新颖，对功率半导体器件制造技术进行了较详细的介绍，非常适合专业人士阅读学习。《功率半导体器件——原理、特性和可靠性》（德，J.Lutz著，卞抗译，2013年6月由机械工业出版社出版），分析透彻，尤其是对功率半导体器件损坏机理的分析非常精彩，翻译准确，但更适合有一定专业基础的专业人士阅读学习，对初学者有一定难度。《功率半导体器件与应用》（瑞士，S.Linder著，肖曦、李虹等译，2009年5月由机械工业出版社出版），语言简练，篇幅虽然不大，但包含的内容很有实用性，更适合专业人士阅读学习。为了方便初学读者系统、全面地学习功率半导体器件的相关知识，需要一本全面系统介绍各种功率半导体器件工作原理，内容由浅入深，而且篇幅适中的图书。

为适应这种需求，作者综合了诸多相关文献，结合多年的教学和科研工作经验，完成了本书。书中包括以下几个方面的内容：

1.功率半导体器件的分类及发展历程

功率半导体器件分为功率二极管和功率开关器件。功率二极管分单极型和双极型两大类。功率开关器件从结构上可分为晶闸管类开关器件和晶体管类开关器件，从时间上可分为传统开关器件（以晶闸管及派生器件为主）和现代开关器件（以功率MOSFET和IGBT为主）。这一部分内容为读者介绍了功率半导体器件这个“大家族”的主要成员，及各自的特点和发展历程。

2.功率二极管

功率二极管分单极型和双极型进行讨论和分析。单极型二极管以传统的单极型二极管——肖特基二极管为基础，在此基础上，介绍JBS等改进型的单极型二极管。双极型二极管以传统的双极型二极管——PiN二极管为基础，在此基础上，介绍MPS等改进型双极型二极管。

3.功率开关器件

功率开关器件分为传统开关器件和现代开关器件。传统开关器件以晶闸管为主，在此基础上，介绍以GTO晶闸管为主的晶闸管派生器件。现代功率开关器件以功率MOSFET和IGBT为主。

4.功率半导体器件应用综述

以脉冲宽度调制（PWM）为例说明如何根据器件的额定电压和电路的开关频率选择适合应用的最佳器件。

本书特点：

1）功率二极管的内容更加丰富。随着高性能功率开关器件的出现（如功率MOSFET和IGBT），功率二极管的性能成为限制功率电路性能的主要因素。本书在传统的功率二极管（肖特基整流器和PiN整流器）的基础上，增加了结势垒控制肖特基（JBS）二极管、沟槽肖特基势垒控制肖特基（TSBS）二极管、沟槽MOS势垒控制肖特基（TMBS）二极管等先进的单极型二极管，以及MPS等新型双极型二极管的内容。

2）增加了仿真案例。对器件特性进行仿真，将器件外部特性和器件内部微观机制建立可视化的对应关系，不仅能够佐证理论模型，还可以帮助读者加深对所学理论的理解。

3）设置了设计案例。对于经典器件，如晶闸管，书中给出了实际设计案例，将所学理论内容，以设计案例的形式连接在一起，形成整体化的知识体系。

4）增加了应用综述内容，这一内容的增加旨在让读者了解电路系统对功率器件特性的要求。没有完美的器件，只有更合适的器件，不同的应用场合，需要不同的器件。

本书由关艳霞、刘斌、吴美乐和卢雪梅合作完成，第2章由刘斌编写，第3章由吴美乐编写，第6章由卢雪梅编写，其他章节由关艳霞编写。

在本书的编写过程中，我们得到了已故潘福泉老师的无私帮助，尤其在晶闸管设计方面。潘老师将实际案例和理论设计相结合，对理论设计提出了修正建议，谨以此书对潘老师表示深切怀念。

本书在正式出版之前，已在沈阳工业大学作为校内教材使用多年，很多毕业生为此书提出了宝贵意见，在此表示深深的感谢。

关艳霞