Предисловие......6 Введение......10 Глава 1. Элементная база силовой электроники......14 1.1. Проблемы преобразования электрической энергии......14 1.2. Классификация элементной базы силовой электроники......17 Глава 2. Полупроводниковые приборы силовой электроники......20 2.1. Силовые полупроводниковые диоды......20 2.2. Силовые транзисторы......25 2.2.1. Биполярный транзистор......25 2.2.2. Мощные биполярные транзисторы и каскады Дарлингтона......27 2.2.3. Мощные полевые транзисторы (МОSFET)......29 2.2.4. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)......31 2.3. Многослойные интегральные силовые приборы......33 2.3.1. Тиристоры......33 2.3.2. Динисторы......35 2.3.3. Симисторы......36 Глава 3. Интегральные микросхемы силовой электроники......37 3.1. Микросхемы для источников питания......38 3.1.1. Структура источников питания......38 3.1.2. Полупроводниковые выпрямители напряжения для источников питания......39 3.2. Микросхемы стабилизаторов напряжения......43 3.2.1. Схемотехническая реализация источников опорного напряжения (ИОН)......45 3.2.2. Источник опорного напряжения
равного ширине запрещенной зоны полупроводника......47 3.2.3. Источники опорного напряжения на МОП-транзисторах......49 3.2.4. Особенности схемотехнической реализации мощных выходных каскадов микросхем стабилизаторов напряжения......50 3.2.5. Схема защиты от повышенного входного напряжения......53 3.2.6. Схемы защиты от превышения температуры кристалла......53 3.2.7. Схема защиты выхода микросхемы стабилизатора напряжения от тока короткого замыкания......55 3.2.8. Подгонка параметров микросхем в процессе производства путем пережигания перемычек......56 3.2.9. Электрическая и лазерная подгонка параметров микросхем в процессе производства......58 3.3. Микросхемы управления импульсными источниками питания......60 3.3.1. Структурная схема и принцип работы микросхемы управления импульсными источниками питания......60 3.3.2. Структурная схема и принцип работы микросхемы ШИМ-контроллера с дополнительной обратной связью по току......62 3.3.3. Микросхемы импульсных стабилизаторов напряжения......65 3.3.4. Коррекция коэффициента мощности......66 3.3.5. Схемотехника микросхем импульсных стабилизаторов напряжения......69 3.3.6. Схемотехника микросхем управления импульсными источниками питания......83 3.4. Микросхемы управления электродвигателями......93 3.4.1. Обобщенная структура и классификация электродвигателей......93 3.4.2. Микросхемы управления шаговыми двигателями......95 3.4.3. Микросхемы управления коллекторными электродвигателями......99 3.4.4. Отечественные микросхемы управления коллекторными двигателями переменного тока......102 3.4.5. Микросхемы для управления вентильными двигателями постоянного тока......103 3.4.6. Типовой пример микросхемы управления вентильными двигателями......105 3.5. Микросхемы управления осветительным оборудованием......106 3.5.1. Виды источников света и их основные характеристики......106 3.5.2. Микросхемы управления лампами накаливания......111 3.5.3. Микросхемы управления газоразрядными источниками света......113 3.5.4. Микросхемы управления светодиодными источниками света......120 3.5.5. Отечественные микросхемы драйверов светодиодов......127 3.6. Силовые микросхемы для автомобильной электроники......132 3.6.1. Электронные системы управления автомобилями......132 3.6.2. Силовые микросхемы и полупроводниковые приборы для систем электропитания автомобилей......138 3.6.3. Электронные системы управления двигателями внутреннего сгорания (ЭСУД)......140 3.7. Драйверы управления MOSFET и IGBT......144 3.7.1. Требования к входным сигналам MOSFET и IGBT......144 3.7.2. Схемы управления MOSFET и IGBT......146 3.7.3. Быстродействующие драйверы MOSFET и IGBT......149 3.7.4. Драйверы MOSFET и IGBT с расширенными функциональными возможностями......150 Глава 4. Технологии изготовления ИМС силовой электроники......154 4.1. Биполярные технологии изготовления ИМС......154 4.2. КМОП технология изготовления ИМС силовой электроники......156 4.3. БиКМОП технология изготовления ИМС силовой электроники......158 4.4. ДМОП
КДМОП и БиКДМОП технология изготовления ИМС силовой электроники......160 4.5. Достоинства и недостатки ИМС силовой электроники
реализованных по разным технологиям......164 Глава 5. Статистический анализ и оптимизация в задачах сквозного проектирования микросхем силовой электроники......166 5.1. Статистический анализ и оптимизация параметров микросхем силовой электроники......166 5.2. Иерархический статистический анализ микросхем силовой электроники......170 5.2.1. Статистическое моделирование прибора......171 5.2.2. Моделирование на уровнях схемы и системы......173 5.3. Обобщенная структура методологии сквозного статистического анализа и оптимизации в силовой электронике......174 5.4. Результаты проведения сквозного статистического анализа и оптимизации параметров типовой микросхемы силовой электроники......176 5.4.1. Статистический анализ параметров технологии......176 5.4.2. Статистический анализ параметров прибора (n-МОП транзистора)......185 5.4.3. Статистический анализ параметров схемы (инвертор на базе n-МОП-транзисторов)......187 Выводы по главе 5......192 Глава 6. Особенности корпусирования мощных полупроводниковых приборов и интегральных микросхем......194 6.1. Проблема отвода тепла. Тепловое сопротивление. Способы уменьшения теплового сопротивления......194 6.2. Основные типы корпусов для полупроводниковых приборов и микросхем силовой электроники......196 6.3. Измерение тепловых сопротивлений силовых полупроводниковых приборов......201 Литература......206