高远 功率半导体测试与应用技术专家。高 远，2008年保送进
中国电工技术学会电力电子专业委员会委员，中国电工技术学会科技传播与出版专业委员会委员，第三代半导体产业技术创新战略联盟产业导师，泰克科技电源功率器件领域外部专家。
张岩 西安交通大学副教授，博导
主持国家自然科学基金2项、国家重点研发计划子课题2项、省部级项目2项，博士后基金项目2项及校企合作项目20余
项。以第一作者/通信作者发表SCI/EI论文100余篇。

适读人群 ：功率半导体器件测试、应用的专业人员
本书第一版销量8000册，读者涉及碳化硅的整个产业链，芯片研发与制造，封装测试，系统应用，学术研究及行业投资人员。适合的岗位包括研发工程师、测试工程师、产品工程师、可靠性工程师。
来自读者的评价
“从晚上8 点看到凌晨3 点，一气呵成，越看越睡不着”
“之前遇到的问题，在书里都得到了答案”
“一下子就悟了”
“我们的工程师遇到问题就翻一翻这本书”
“我们课题组人手一本”

本书第1版出版以来，受到了广大科研工作者和半导体从业人员的广泛关注，并收到了很多对本书内容的讨论和建议，在此对广大读者表示衷心的感谢。
距离本书第1版出版已有4年，在此期间，SiC功率器件的技术、应用和市场发生了长足的发展和巨大的变化。为了继续为广大科研工作者和半导体从业人员提供最新的信息，并根据读者反馈对第1版中未涉及和未充分讨论的内容进行补充和扩展，同时对第1版中出现的错误和笔误进行修正，故与西安交通大学张岩副教授共同策划编写第2版。
第2版全书共有12章，主要内容如下：
 第1章为功率半导体器件基础，首先介绍了功率半导体器件与电力电子技术之间相互促进发展的历程和不同类别Si功率器件的发展过程、特性及不足，接着介绍了SiC半导体材料的物理特性及带来器件特性的优势，随后介绍了SiC产业链各个环节的发展概况，最后分别介绍了SiC二极管、SiC MOSFET和SiC功率模块的技术及产品发展情况。
 第2章为SiC二极管的主要特性，介绍了SiC二极管的最大值、静态特性和极限参数。
 第3章为SiC MOSFET的主要特性，首先介绍了SiC MOSFET的最大值、静态特性、动态特性和极限参数，随后介绍了品质因数和损耗计算，最后介绍了基于参数测量的SiC MOSFET建模方法。
 第4章为SiC器件与Si器件特性对比，包含SiC MOSFET与Si SJ-MOSFET的对比，SiC MOSFET与Si IGBT的对比，SiC二极管、SiC MOSFET体二极管、Si FRD和Si SJ-MOSFET体二极管的对比。
 第5章为双脉冲测试技术，首先介绍了双脉冲测试的基本原理、参数设定、测试平台、测量仪器和测试设备，其次介绍了电压测量点间寄生参数的影响及应对方法，最后针对不同测试场景给出了动态特性测试结果的评判标准和动态特性测试设备选型要点。
 第6章为SiC器件测试、分析和评估技术，首先介绍SiC器件各项参数测试的原理、挑战和注意事项，随后对SiC器件各项量产测试、系统应用测试、可靠性测试和失效分析的测试项目、原理和设备进行了介绍，最后介绍了SiC器件失效分析技术。
 第7章为关断电压过冲的影响与应对，详细介绍了关断电压尖峰的影响因素及三种应对措施，包括回路电感控制、使用去耦电容和降低关断速度。
 第8章为串扰的影响与应对，详细介绍了串扰的基本原理和关键影响因素，以及两种应对措施，包括米勒钳位和回路电感控制。
 第9章为共模电流的影响与应对，详细介绍了信号通路共模电流的基本原理和特性，以及三种应对措施，包括高CMTI驱动芯片、高共模阻抗和共模电流疏导，此外还介绍了差模干扰的测量技术。
碳化硅功率器件：特性、测试和应用技术第2版
第2版前言
 第10章为共源极电感的影响与应对，详细介绍了共源极电感对器件开关特性和串扰的影响，以及开尔文源极封装的优势，并提出了创新的测试评估方法。
 第11章为驱动电路，首先为读者搭建了驱动电路总体架构，详细介绍了驱动电阻取值、驱动电压、驱动级特性的影响和信号隔离传输，其次介绍了各类短路检测方式，并以实测结果详细介绍了DESAT短路保护电路的设计和效果，最后给出了基于三款常用驱动芯片的驱动电路参考设计。
 第12章为SiC器件的主要应用，介绍了SiC器件在多个领域的性能优势、技术方案和商用产品，包括主驱逆变器、车载充电机、车载DC-DC、充电桩、光伏、储能、UPS、电源和电机驱动等。
除对语言和表述的修正外，第2版在第1版的基础上修订的内容如下：
 第1章：新增1.1节功率半导体器件与电力电子；1.2节、1.3节、1.4节对应第1版1.1节；1.5节对应第1版1.2.1节，对SiC材料的物理特性的介绍更加详细；新增1.6节SiC产业链概况；1.7节、1.8节对应第1版1.2.2节，对章节结构进行了调整，并根据产业最新进展进行了内容更新和扩充。
 第2章：全章均为新增。
 第3章：3.1节、3.2节、3.3节、3.5节、3.6节分别对应第1版2.1节、2.2节、2.3节、2.5节、2.7节；新增3.4节极限特性；3.7节对应第1版2.6节，内容改为SiC MOSFET建模方法研究成果的综述。
 第4章：对应第1版第4章，器件开关和反向恢复特性参数数值增加以表格形式展示。
 第5章：5.1节、5.2节对应第1版3.1节、3.2节；5.3节对应第1版3.3.1~3.3.4节，第1版中对探头的选型和使用的介绍是按测试电压和电流进行分类的，第2版改为按被测量进行分类，同时增加对串扰和驱动电流进行测量的内容；5.4节对应第1版3.3.5节，扩充了对电压测量点引入测量偏差的理论分析，新增了对偏差的补偿方法及验证结果；新增5.5节动态过程测试结果评判；新增5.6节动态特性测试设备。
 第6章：全章均为新增。
 第7章：对应第1版第5章。
 第8章：对应第1版第6章：第1版中实测波形基于焊接在PCB上的SiC MOSFET芯片，第2版中改为基于TO-247-4封装的SiC MOSFET分立器件的测试结果，更加贴近实际应用，同时增加对电压测量点引入测量偏差进行补偿后的测试结果。
 第9章：对应第1版第7章。
 第10章：对应第1版第8章；第1版中11.3节和11.4节的实测波形基于焊接在PCB上的SiC MOSFET芯片，第2版中改为TO-247-4封装的SiC MOSFET分立器件，更加贴近实际应用，同时增加对电压测量点引入

电力电子新技术系列图书序言
第2版前言
第1版前言
第1章功率半导体器件基础1
1.1功率半导体器件与电力电子1
1.2Si功率二极管3
1.2.1pn结3
1.2.2pin二极管4
1.2.3快恢复二极管5
1.2.4肖特基二极管5
1.3Si功率MOSFET7
1.3.1MOSFET的结构和工作原理7
1.3.2横向双扩散MOSFET8
1.3.3垂直双扩散MOSFET9
1.3.4沟槽栅MOSFET10
1.3.5屏蔽栅MOSFET10
1.3.6超结MOSFET11
1.4Si IGBT11
1.4.1IGBT的结构和工作原理11
1.4.2PT-IGBT12
1.4.3NPT-IGBT13
1.4.4FS-IGBT13
1.4.5沟槽栅IGBT14
1.5SiC材料的物理特性14
1.5.1晶体结构14
1.5.2能带和禁带宽度16
1.5.3击穿电场强度17
1.5.4杂质掺杂和本征载流子浓度18
1.5.5载流子迁移率和饱和漂移速度19
1.5.6热导率19
1.6SiC产业链概况19
1.6.1衬底19
1.6.2外延22
1.6.3芯片制造24
1.6.4封装测试26
1.6.5系统应用26
1.7SiC二极管和SiC MOSFET的发展概况27
1.7.1商用SiC二极管的结构27
1.7.2商用SiC MOSFET的结构29
1.8SiC功率模块的发展概况31
1.8.1SiC功率模块的制造流程31
1.8.2SiC功率模块的技术发展33
1.8.3SiC功率模块的方案35
参考文献38
延伸阅读38
第2章SiC二极管的主要特性40
2.1最大值40
2.1.1反向电流和击穿电压40
2.1.2热阻抗41
2.1.3耗散功率和正向导通电流43
2.1.4正向浪涌电流和i2t44
2.2静态特性45
2.2.1导通电压45
2.2.2结电容、结电荷和结电容能量46
参考文献47
第3章SiC MOSFET的主要特性48
3.1最大值48
3.1.1漏电流和击穿电压48
3.1.2耗散功率和漏极电流50
3.1.3安全工作域51
3.2静态特性52
3.2.1传递特性和阈值电压52
3.2.2输出特性和导通电阻54
3.2.3体二极管和第三象限导通特性56
3.3动态特性57
3.3.1结电容57
3.3.2开关特性59
3.3.3栅电荷65
3.4极限特性66
3.4.1短路66
3.4.2雪崩75
3.5品质因数77
3.6功率器件损耗计算80
3.6.1损耗计算方法80
3.6.2仿真软件84
3.7SiC MOSFET建模86
3.7.1SPICE模型基础86
3.7.2建模方法89
3.7.3商用SiC MOSFET模型98
3.7.4SiC MOSFET建模的挑战102
参考文献103
延伸阅读104
第4章SiC器件与Si器件特性对比109
4.1SiC MOSFET和Si SJ-MOSFET109
4.1.1传递特性109
4.1.2输出特性和导通电阻110
4.1.3C-V特性112
4.1.4开关特性112
4.1.5栅电荷120
4.2SiC MOSFET和Si IGBT120
4.2.1传递特性120
4.2.2输出特性121
4.2.3C-V特性122
4.2.4开关特性123
4.2.5栅电荷130
4.2.6短路特性130
4.3SiC二极管和Si二极管132
4.3.1导通特性132
4.3.2反向恢复特性133
延伸阅读141
第5章双脉冲测试技术142
5.1功率变换器换流模式143
5.2双脉冲测试基础146
5.2.1双脉冲测试基本原理146
5.2.2双脉冲测试参数设定149
5.2.3SiC器件的动态过程152
5.2.4双脉冲测试平台153
5.3测量仪器158
5.3.1示波器158
5.3.2电压和电流测量170
5.3.3测量栅-源极电压VGS176
5.3.4测量漏-源极电压VDS188
5.3.5测量漏-源极电流IDS191
5.3.6测量栅极电流IG193
5.3.7时间偏移197
5.4电压测量点间寄生参数199
5.4.1寄生参数引入测量偏差的基本原理199
5.4.2寄生参数引入的测量偏差201
5.4.3测量偏差的补偿方法207
5.4.4测量偏差的补偿效果209
5.5动态过程测试结果评判214
5.5.1测量的准确度和重复性214
5.5.2动态过程测试的场景及结果的评判标准215
5.6动态特性测试设备218
5.6.1自建手动测试平台218
5.6.2实验室测试设备219
5.6.3生产线测试设备233
参考文献236
延伸阅读238
第6章SiC器件的测试、分析和评估技术241
6.1参数测试的原理及挑战241
6.1.1测试机241
6.1.2阈值电压VGS(th)244
6.1.3栅极漏电流IGSS246
6.1.4击穿电压V(BR)DSS247
6.1.5漏极漏电流IDSS248
6.1.6导通电阻RDS(on)250
6.1.7跨导GFS251
6.1.8体二极管正向压降VF252
6.1.9雪崩UIS254
6.1.10瞬态热阻DVDS255
6.1.11结电容Ciss、Coss、Crss256
6.1.12栅极电阻RG257
6.1.13开关特性和栅电荷QG258
6.2量产测试258
6.2.1量产测试概况258
6.2.2CP测试259
6.2.3WLBI测试265
6.2.4KGD测试270
6.2.5PLBI测试275
6.2.6ACBI测试277
6.2.7FT测试284
6.2.8测试效率和成本评估291
6.3可靠性评估293
6.3.1可靠性标准293
6.3.2主要可靠性测试项目300
6.4失效分析307
6.4.1失效分析概述307
6.4.2锁相热成像309
6.4.3微光显微镜311
6.4.4激光诱导阻变315
6.4.5扫描电子显微镜319
6.4.6双束电子显微镜321
6.4.7透射电子显微镜324
6.5系统应用测试328
参考文献335
第7章高di/dt影响与应对——关断电压过冲337
7.1关断电压尖峰的基本原理337
7.2应对措施1——回路电感控制339
7.2.1回路电感与局部电感339
7.2.2PCB线路电感341
7.2.3分立器件封装电感343
7.2.4功率模块封装电感343
7.3应对措施2——去耦电容344
7.3.1电容器基本原理344
7.3.2去耦电容基础347
7.3.3小信号模型分析350
7.4应对措施3——降低关断速度358
参考文献361
延伸阅读361
第8章高dv/dt影响与应对——串扰363
8.1串扰的基本原理363
8.1.1开通串扰363
8.1.2关断串扰367
8.2串扰的主要影响因素369
8.2.1等效电路分析369
8.2.2实验测试分析371
8.3应对措施1——米勒钳位377
8.3.1三极管型米勒钳位377
8.3.2有源米勒钳位379
8.4应对措施2——驱动回路电感控制383
8.4.1驱动回路电感对Miller Clamping的影响383
8.4.2封装集成383
参考文献389
延伸阅读390
第9章高dv/dt影响与应对——共模电流392
9.1信号通路中的共模电流392
9.1.1功率变换器中的共模电流392
9.1.2信号通路共模电流的特性395
9.2应对措施1——高CMTI驱动芯片397
9.3应对措施2——高共模阻抗401
9.3.1减小隔离电容401
9.3.2共模电感402
9.4应对措施3——共模电流疏导404
9.4.1Y电容404
9.4.2并行供电404
9.4.3串联式驱动电路406
9.5差模干扰测量406
9.5.1常规电压探头测量差模干扰406
9.5.2电源轨探头测量差模干扰409
参考文献413
延伸阅读414
第10章共源极电感影响与应对415
10.1共源极电感415
10.1.1共源极电感的基本原理415
10.1.2开尔文源极封装418
10.2对比测试方案420
10.2.1传统对比测试方案420
10.2.24in4和4in3对比测试方案421
10.3对开关过程的影响422
10.3.1开通过程422
10.3.2关断过程424
10.3.3开关能量与dVDS/dt430
10.4对串扰的影响435
10.4.1开通串扰436
10.4.2关断串扰440
参考文献443
延伸阅读443
第11章驱动电路445
11.1驱动电路基础445
11.1.1驱动电路架构与发展445
11.1.2驱动电路各功能模块447
11.2驱动电阻取值454
11.2.1对驱动电路的影响454
11.2.2对功率器件的影响456
11.2.3对变换器的影响459
11.3驱动电压459
11.3.1SiC MOSFET对驱动电压的要求459
11.3.2关断负压的提供460
11.4驱动级特性的影响462
11.4.1输出峰值电流462
11.4.2BJT和MOSFET电流Boost462
11.4.3米勒斜坡下的驱动能力466
11.5信号隔离传输470
11.5.1隔离方式470
11.5.2安规与绝缘472
11.6短路保护478
11.6.1短路保护的检测方式478
11.6.2DESAT检测481
11.7驱动电路设计参考494
11.7.18引脚单通道隔离驱动芯片494
11.7.216引脚单通道隔离驱动芯片496
11.7.314/16引脚双通道隔离驱动芯片496
参考文献498
延伸阅读500
第12章SiC器件的主要应用503
12.1主驱逆变器503
12.2车载充电机508
12.3车载DC-DC513
12.4充电桩515
12.5光伏519
12.6储能524
12.7不间断电源527
12.8电源530
12.9电机驱动535
参考文献536
延伸阅读536