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1、功率半导体器件基础 课程教学大纲 课程编号：课程名称：功率半导体器件基础/Fundamentals of Power Semiconductor Devices 课程总学时/学分：48/3.0(其中理论 36 学时，实验 12 学时)适用专业：电子科学与技术专业 一、教学目的和任务 功率半导体器件基础是电子科学与技术本科专业必修的一门专业核心课程。功率半导体器件基础讲述功率半导体器件的原理、结构、特性和可靠性技术，在此基础 上分析当前电力电子技术中使用的各种类型功率半导体器件，包括二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 和功率集成器件，并包含了制造工艺、测试技术和损坏机理分析。根据电 子科学与
2、技术本科专业的特点和应用需要，使学生对功率半导体器件的基础理论和最新发展 有一个全面而系统的认识，并培养学生在工程实践中的应用能力，提高学生的创新能力。二、教学基本要求 通过对计算机控制技术课程的学习，要求学生：(1)了解如何使用和选择功率半导体，以及半导体和PN结的物理特性以及功率器件的 工艺。(2)熟悉功率器件的可靠性和封装，以及在电力电子系统中的应用。(3)掌握 pin 二极管、双极型晶体管、晶闸管、MOS 晶体管、IGBT 的结构与功能模 式及物理特性。三、教学内容与学时分配 第一章(知识领域 1)：功率半导体器件概述(2 学时)。(1)知识点：装置、电力变流器和功率半导体器件；使用和
3、选择功率半导体；功率半 导体的应用。(2)重点与难点：重点是装置、电力变流器和功率半导体器件；使用和选择功率半导 体；功率半导体的应用。第二章(知识领域 2)：半导体的性质(2 学时)。(1)知识点：晶体结构；禁带和本征浓度；能带结构和载流子的粒子性质；掺杂的半 导体；电流的输运；半导体器件的基本功式。(2)难点与重点：重点是晶体结构、禁带和本征浓度和载流子的粒子性质 第三章（知识领域 3）：PN 结（2 学时）。（1）知识点：热平衡状态下的 PN结；PN结的I-V特性；PN结的阻断特性和击穿；发射区的注入效率；PN 结的电容。2PN PN I-V PN PN 421 25Pin 21Pin
4、I-V Pin Pin 2Pin I-V Pin 6Silvaco TCAD 2 1 Silvaco TCAD 2Silvaco TCAD 74 1I-V SiC 2I-V 841I-V 2I-V 9MOS41MOSFET MOSFET I-V MOSFET MOSFET 2MOSFET I-V MOSFET MOSFET 10IGBT4 1IGBT I-V IGBT IGBT IGBT 2IGBT I-V IGBT IGBT 116 12122 1IC 212Silvaco TCAD 32 Silvaco Silvaco altlas 2 Silvaco Silvaco altlas MOSFET 4 MOSFET Silvaco MOSFET Silvaco altlas MOSFET ATHENA MOSFET IGBT 4 IGBT Silvaco IGBT Silvaco altlas IGBT ATHENA IGBT=*70%+*30%1.2013.2.Josef Lutz,Heinrich Schlangenotto.2013.3.A.20054.:Multisim2001.2009.5.Silvaco TCAD.2011.6.2014.7.2000.8.IGBT.2007.9.MOSFET IGBT.10.11.2012.2008.2008.