脉冲功率技术在军事和工业的众多领域都有着广泛应用。脉冲功率开关是脉冲功率系统的核心器件之一，由于半导体器件具有体积小、寿命长、可靠性高等优点，脉冲功率开关出现了半导体化的趋势。本书首先对脉冲功率开关的发展历程进行了总体概述，然后分别论述了电流控制型器件（具体包括GTO晶闸管、GCT和IGCT、非对称晶闸管）和电压控制型器件（具体包括功率MOSFET、IGBT、SITH）的结构、工作原理、特性参数、封装技术、可靠性及其在脉冲功率系统中的应用，特别讨论了几种新型专门用于脉冲功率领域的半导体开关（包括反向开关晶体管、半导体断路开关、漂移阶跃恢复二极管、光电导开关和快速离化晶体管）的机理模型和实际运用等问题，论述了部分新型碳化硅基器件，最后阐述了脉冲功率应用技术。

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 概论
1.1 脉冲功率技术的产生背景及应用
1.2 脉冲功率系统简介
1.2.1 脉冲功率技术
1.2.2 脉冲功率系统的组成与分类
1.3 常用的传统脉冲功率开关
1.3.1 触发真空开关
1.3.2 伪火花开关
1.3.3 断路开关
1.4 半导体器件在脉冲功率技术中的应用
参考文献
第2章 电流控制型脉冲功率器件
2.1 门极关断(GTO)晶闸管
2.1.1 GTO的发展
2.1.2 GTO的结构
2.1.3 GTO的工作原理
2.1.4 GTO的特性优化
2.1.5 GTO的驱动电路和吸收电路
2.1.6 GTO的功耗
2.1.7 SiC GTO
2.1.7.1 浮空场环SiC GTO
2.1.7.2 多区域JTE终端SiC GTO
2.1.7.3 负斜角终端SiC GTO
2.1.7.4 电场阻断缓冲层SiC GTO
2.1.7.5 采用MW-PCD法的对称SiC GTO
2.1.7.6 SiC GTO的并联运行
2.1.8 GTO的可靠性
2.1.8.1 单脉冲工况
2.1.8.2 重复频率脉冲工况
2.1.8.3 宽脉冲工况
2.1.8.4 窄脉冲工况
2.2 门极换流晶闸管(GCT)和集成门极换流晶闸管(IGCT)
2.2.1 GCT的发展
2.2.2 GCT的结构和特点
2.2.3 IGCT的工作原理和开关波形
2.2.4 IGCT的驱动电路和开关特性
2.2.5 IGCT的特性改进
2.2.6 IGCT在直流断路器中的应用
2.3 非对称晶闸管
2.3.1 非对称晶闸管概述
2.3.2 非对称晶闸管的断态电压
2.3.3 非对称晶闸管的最小长基区宽度WN(min)
2.4 脉冲晶闸管
2.5 激光晶闸管
2.6 碳化硅晶闸管
2.7 电流控制型器件在脉冲功率系统中的应用
参考文献
第3章 电压控制型脉冲功率器件
3.1 功率场效应晶体管(Power MOSFET)
3.1.1 功率MOSFET的基本原理及分类
3.1.2 功率MOSFET的基本结构
3.1.3 功率MOSFET的特性和主要电学参数
3.1.4 新型结构的功率MOSFET——“超结”
3.1.5 功率MOSFET的栅极驱动
3.1.6 功率MOSFET在脉冲功率系统中的应用
3.1.6.1 功率MOSFET在高压脉冲调制器中的应用
3.1.6.2 功率MOSFET在兆赫兹脉冲功率发生器中的应用
3.1.6.3 利用MOSFET的高电压固态加法脉冲发生器的模拟幅度调制
3.1.6.4 为细菌转化提供的基于MOSFET的脉冲电源
3.1.6.5 与脉冲变压器串联的由功率MOSFET转换的20kV/500A/100ns脉冲发生器
3.1.6.6 基于MOSFET的简单高电压纳秒级脉冲电路
3.1.7 功率MOSFET的封装
3.1.8 SiC MOSFET的可靠性
3.1.8.1 过电流重复频率脉冲工况
3.1.8.2 窄脉冲工况
3.1.8.3 单脉冲雪崩工况
3.1.9 SiC MOSFET在脉冲功率系统中的应用
3.1.9.1 基于SiC MOSFET的Marx发生器
3.1.9.2 SiC MOSFET和Si MOSFET特性对比
3.1.9.3 SiC MOSFET在高重频脉冲电路的应用
3.2 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
3.2.1 概述
3.2.2 IGBT的结构和工作原理
3.2.3 IGBT的基本特性
3.2.4 IGBT的栅极驱动和保护
3.2.5 五代IGBT及第五代IGBT的3种新技术
3.2.6 IGBT的发展
3.2.7 IGBT在脉冲功率系统中的应用
3.2.7.1 改进的Marx发生器
3.2.7.2 串联谐振充电电源
3.2.7.3 IGBT在脉冲变压器驱动源中的应用
3.2.7.4 IGBT的串联
3.2.7.5 基于IGBT的高压脉冲电场发生器在鸡肉中有效提高水的扩散率
3.2.7.6 基于IGBT的脉冲电场消毒发生器
3.2.8 IGBT的封装技术
3.2.9 IGBT的可靠性
3.2.10 SiC IGBT
3.2.10.1 SiC IGBT的制备
3.2.10.2 SiC IGBT关键技术
3.2.10.3 SiC IGBT在脉冲功率领域的应用
3.3 静电感应晶闸管(SITH)
3.3.1 SITH的基础理论知识
3.3.1.1 器件结构
3.3.1.2 基本工作原理
3.3.2 静态特性
3.3.2.1 正向导通特性
3.3.2.2 正向阻断特性
3.3.2.3 电压增益
3.3.3 动态特性
3.3.3.1 导通时间ton和关断时间toff
3.3.3.2 du/dt
3.3.3.3 di/dt
3.3.4 驱动电路和损耗
3.3.4.1 驱动电路
3.3.4.2 损耗
3.3.5 SITH在脉冲功率系统中的应用
3.3.5.1 变压变频逆变器
3.3.5.2 高质量电源装置
3.3.5.3 脉冲功率发生器
3.3.5.4 速调管调制器
3.3.6 SITH的封装
参考文献
第4章 新型半导体脉冲功率器件
4.1 反向开关晶体管(RSD)
4.1.1 国内外研究概况
4.1.2 RSD的工作机理
4.1.2.1 借助可控等离子层换流原理
4.1.2.2 RSD的结构和工作机理
4.1.3 RSD的换流特性
4.1.3.1 RSD导通与大电流特性
4.1.3.2 RSD的功率损耗特性

电力电子新技术系列图书序言
1974年美国学者W. Newell提出了电力电子技术学
科的定义,电力电子技术是由电气工程、电子科学与技
术和控制理论三个学科交叉而形成的。电力电子技术是
依靠电力半导体器件实现电能的高效率利用,以及对电
机运动进行控制的一门学科。电力电子技术是现代社会
的支撑科学技术,几乎应用于科技、生产、生活各个领
域:电气化、汽车、飞机、自来水供水系统、电子技术
、无线电与电视、农业机械化、计算机、电话、空调与
制冷、高速公路、航天、互联网、成像技术、家电、保
健科技、石化、激光与光纤、核能利用、新材料制造等
。电力电子技术在推动科学技术和经济的发展中发挥着
越来越重要的作用。进入21世纪,电力电子技术在节能
减排方面发挥着重要的作用,它在新能源和智能电网、
直流输电、电动汽车、高速铁路中发挥核心的作用。电
力电子技术的应用从用电,已扩展至发电、输电、配电
等领域。电力电子技术诞生近半个世纪以来,也给人们
的生活带来了巨大的影响。
目前,电力电子技术仍以迅猛的速度发展着,电力半
导体器件性能不断提高,并出现了碳化硅、氮化镓等宽
禁带电力半导体器件,新的技术和应用不断涌现,其应用
范围也在不断扩展。不论在全世界还是在我国,电力电
子技术都已造就了一个很大的产业群。与之相应,从事
电力电子技术领域的工程技术和科研人员的数量与日俱
增。因此,组织出版有关电力电子新技术及其应用的系
列图书,以供广大从事电力电子技术的工程师和高等学
校教师和研究生在工程实践中使用和参考,促进电力电
子技术及应用知识的普及。
在20世纪80年代,中国电工技术学会电力电子专业
委员会曾和机械工业出版社合作,出版过一套“电力电
子技术丛书”,那套丛书对推动电力电子技术的发展起
过积极的作用。最近,电力电子专业委员会经过认真考
虑,认为有必要以“电力电子新技术系列图书”的名义
出版一系列著作。为此,成立了专门的编辑委员会,负责
确定书目、组稿和审稿,向机械工业出版社推荐,仍由机
械工业出版社出版。
本系列图书有如下特色:
本系列图书属专题论著性质,选题新颖,力求反映电
力电子技术的新成就和新经验,以适应我国经济迅速发
展的需要。
理论联系实际,以应用技术为主。
本系列图书组稿和评审过程严格,作者都是在电力
电子技术第一线工作的专家,且有丰富的写作经验。内
容力求深入浅出,条理清晰,语言通俗,文笔流畅,便于阅
读学习。
本系列图书编辑委员会中,既有一大批国内资深的
电力电子专家,也有不少已崭露头角的青年学者,其组成
人员在国内具有较强的代表性。
希望广大读者对本系列图书的编辑、出版和发行给
予支持和帮助,并欢迎对其中的问题和错误给予批评指
正。
电力电子新技术系列图书编辑委员会

这是“电力电子新技术系列图书”在半导体器件方向的重要代表作，而且也是市面上唯一一本专门介绍脉冲功率器件的著作。脉冲功率器件在军事上有非常多的应用，例如电磁弹射，激光武器等，在民用上也非常广泛，如激光、紫外光的发生等生物医学领域及新材料的开发等领域。本书不仅仅介绍脉冲功率器件的原理和应用，在新器件的研发和封装等方面也有详细介绍，对广大从事宽禁带半导体器件设计、制造的人员也有重要的参考价值。