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功率半导体器件
第7次开课
开课时间: 2025年03月18日 ~ 2025年07月27日
学时安排: 4小时每周
进行至第17周,共19周 已有 413 人参加
立即参加
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课程评价(19)
spContent=如果集成电路芯片是人类之首(大脑)的话,功率半导体器件就是人类之心(心脏)。大脑负责处理信息,心脏负责给大脑提供能源,二者缺一不可。 早期的以功率二极管和晶闸管为主的功率半导体器件主要应用于工业和电力系统,所以又称电力电子器件。随着现代功率器件,如功率MOSFET和IGBT的产生,功率半导体器件已不仅仅是电力电子器件了,更加广泛地用于计算机、通讯、消费类产品和汽车电子等领域。如集成电路芯片一样,无处不在。 通过这门课程的学习,你将掌握各类功率半导体器件的工作原理、设计方法和常见问题的分析。 课程设置力图内容全面,既有传统的功率器件,又有现代功率器件。既有功率二极管,又有开关器件。 课程讲解力图深入浅出,层层递进,适合不同层次的人学习。 愿你成为有“心”人,让我成为铺路人。
如果集成电路芯片是人类之首(大脑)的话,功率半导体器件就是人类之心(心脏)。大脑负责处理信息,心脏负责给大脑提供能源,二者缺一不可。 早期的以功率二极管和晶闸管为主的功率半导体器件主要应用于工业和电力系统,所以又称电力电子器件。随着现代功率器件,如功率MOSFET和IGBT的产生,功率半导体器件已不仅仅是电力电子器件了,更加广泛地用于计算机、通讯、消费类产品和汽车电子等领域。如集成电路芯片一样,无处不在。 通过这门课程的学习,你将掌握各类功率半导体器件的工作原理、设计方法和常见问题的分析。 课程设置力图内容全面,既有传统的功率器件,又有现代功率器件。既有功率二极管,又有开关器件。 课程讲解力图深入浅出,层层递进,适合不同层次的人学习。 愿你成为有“心”人,让我成为铺路人。
—— 课程团队
课程概述

    功率半导体器件是半导体器件的重要分支,与微电子芯片(集成电路芯片)一样都属于现阶段“卡脖子”范围。有人这样比喻功率半导体器件和微电子芯片之间的关系:如果微电子芯片的作用可比作人的大脑,功率半导体器件的作用可比作人的心脏,为大脑提供能源,二者缺一不可。早期的功率半导体器件,如大功率二极管、晶闸管(Thyristor, 也可称为可控硅--SCR)等主要应用于工业和电力系统,因此在国内又称为电力电子器件。典型的功率处理功能包括:变频、变压、变流、功率放大、功率管理等。随着以功率MOS器件为代表的新型功率半导体器件的迅速发展,目前以计算机、通讯、消费类产品和汽车电子为代表的4C市场占据了三分之二的功率半导体应用市场。因此,功率半导体器件早已不是人们印象中的”电力电子器件”了,它像人的心脏一样不可或缺。

    “功率半导体器件”是电子科学与技术专业的一门专业课,是省精品资源共享课“固体电子器件”的重要内容。本课程以半导体器件物理为基础,以二极管、晶闸管、功率MOSFET和IGBT为代表,分析它们工作原理、基本特性,首先建立起器件工作原理和基本特性与微观机制的内在联系。在此基础上,掌握性能与结构参数和工艺参数的内在联系,能够根据指定参数进行器件的设计。

授课目标

掌握功率二极管、晶闸管、GTO、功率MOSFET和IGBT的结构、工作原理、设计方法和常见问题分析,为功率半导体器件企业培养技术型人才。

课程大纲
第一章 功率半导体器件的分类与发展
第1讲-说课
第2讲-绪论
第二章 功率二极管
第3讲-功率二极管教学内容简介
第4讲-肖特基基本理论
第5讲-肖特基二极管阻断特性
第6讲-肖特基二极管通态特性
第7讲-JBS
第8讲-PiN二极管反向阻断特性及设计
第9讲-PiN二极管终端技术
第10讲-PiN二极管通态特性之i区载流子分布
第11讲-PiN二极管通态特性之i区体压降
第12讲-PiN二极管通态特性之通态压降
第13讲-PiN二极管反向恢复特性
第14讲-MPS
第三章 功率开关器件
第15讲-概述晶闸管
第16讲-晶闸管阻断电压
第17讲-晶闸管长基区参数设计
第18讲-晶闸管芯片厚度的选取
第19讲-晶闸管触发特性与触发参数的计算
第20讲-晶闸管的通态特性
第21讲-晶闸管的开通与特性
第22讲-晶闸管的didt
第23讲-晶闸管的关断特性
第24讲-晶闸管的dvdt
第25讲-晶闸管的功耗
第26讲-GTO
第四章 现代功率开关器件
第27讲-功率MOSFET(1)
第28讲-功率MOSFET(2)
第29讲-功率MOSFET(3)
第30讲-IGBT(1)
第31讲-IGBT(2)
第32讲-IGBT(3)
第33讲-IGBT(4)
展开全部
预备知识

高等数学 、半导体物理、微电子器件原理。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

1、功率半导体器件,关艳霞,刘斌,吴美乐,卢雪梅 编著,机械工业出版社,2023.

2、先进功率整流器原理、特性及应用,B.Jayant 著,关艳霞,潘福泉等译,机械工业出版社,2020.

沈阳工业大学
2 位授课老师
吴美乐

吴美乐

副教授

关艳霞

关艳霞

副教授

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