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电力半导体器件原理与应用
标签:电力半导体
积分:1
类型:技术文档 上传者:sigma 上传时间:2022-03-12
简介:《电力半导体器件原理与应用》力求从电力半导体器件应用的角度来诠释和分析其基本原理和应用特性。全书共分为8章,第1章主要阐述电力半导体器件的基本功能和用途;第2章介绍半导体器件物理基础,包括半导体与导体、绝缘体,原子中的电子能级,晶体中的能带等;第3章阐述双极型电力半导体器件基本原理,包括单pn结器件及多pn结特性;第4章介绍单极型及混合型器件电力半导体器件基本原理,涉及结型场效应器件、静电感应器件、功率mosfet器件、混合型器件igbt和混合型器件igct等;第5章叙述电力半导体器件的特性和参数,包括双稳态和双瞬态的基本工作状态,通态特性、阻态特性、开通过程、关断过程、触发特性以及系统安全工作区等;第6章重点分析了电力半导体器件应用特性,包括电力半导体器件的串、并联使用、电力半导体器件可靠性和失效分析以及电力半导体器件的保护等;第7章进一步分析了变换器中电力半导体器件应用特性,着重考虑电力半导体器件与变换器中其他因素之间的关系;第8章介绍适用于变换器仿真的电力半导体器件建模,以为变换器主回路优化设计所用。
《电力半导体器件原理与应用》可作为电机系统及其控制、电力电子与电力传动等学科研究生专业课程的参考书,也可供从事电力电子技术应用的科技人员和有关科技管理人员参考。
电力电子新技术系列图书序言
前言
第1章 绪论1
1.1 电力半导体器件的基本功能和用途1
1.2 电力半导体器件的基本分类和应用3
1.2.1 按照电力半导体器件控制特性分类3
1.2.2 按照电力半导体器件发展分类5
1.2.3 按照电力半导体器件驱动方式分类5
1.2.4 按照电力半导体器件中载流子性质分类6
1.3 di/dt和du/dt在电力半导体器件中的特殊意义8
1.4 电力半导体器件的发展11
参考文献16
第2章 半导体器件的物理基础17
2.1 半导体与导体、绝缘体17
2.2 原子中的电子能级19
2.2.1 孤立原子中的电子能级19
2.2.2 两个原子之间的共价键22
2.3 晶体中的能带24
2.3.1 晶体中的能级——能带24
2.3.2 晶体中的禁带宽度27
2.3.3 半导体的晶体结构28
2.4 本征半导体与杂质半导体32
2.4.1 电子与空穴33
2.4.2 费米?狄拉克分布35
2.4.3 从本征半导体到杂质半导体37
2.4.4 杂质半导体的关键参数41
2.5 半导体中的载流子运动44
2.5.1 电离与复合45
2.5.2 布朗运动45
2.5.3 漂移运动46
2.5.4 扩散运动48
参考文献49
第3章 双极型电力半导体器件基本原理51
3.1 单pn结器件运行原理51
3.1.1 pn结的基本结构51
3.1.2 平衡条件下的pn结53
3.1.3 偏置条件下的pn结56
3.2 pn结的运行特性62
3.2.1 pn结的击穿与穿通62
3.2.2 pn结的电容效应65
3.2.3 pn结器件的电路特性66
3.3 pin器件运行原理67
3.3.1 pin二极管基本结构和正偏置下的行为67
3.3.2 pin二极管的恢复特性70
3.4 三层两结器件运行原理72
3.4.1 双极晶体管的基本结构72
3.4.2 双极晶体管中pn结的相互作用74
3.5 四层三结器件运行原理76
3.5.1 晶闸管的基本结构77
3.5.2 晶闸管的基本工作原理78
3.5.3 gto的基本结构和基本工作原理82
参考文献83
第4章 单极型及混合型电力半导体器件基本原理85
4.1 肖特基势垒器件85
4.1.1 肖特基势垒85
4.1.2 肖特基二极管的基本结构88
4.1.3 肖特基二极管的基本工作原理89
4.2 结型场效应器件和静电感应器件92
4.2.1 结型场效应晶体管的基本结构93
4.2.2 结型场效应晶体管的基本工作原理94
4.2.3 静电感应晶体管的基本结构和工作原理97
4.2.4 静电感应晶闸管的基本结构和工作原理99
4.3 功率mosfet102
4.3.1 mos结构102
4.3.2 mosfet的基本结构104
4.3.3 mosfet的基本工作原理105
4.3.4 功率mosfet108
4.4 混合型器件igbt110
4.4.1 igbt的基本结构110
4.4.2 igbt的基本开关原理113
4.4.3 igbt结构的一些演变115
4.5 混合型器件igct118
4.5.1 igct的基本结构118
4.5.2 igct的工作原理120
参考文献122
第5章 电力半导体器件的特性和参数124
5.1 双稳态和双瞬态的基本工作状态124
5.1.1 特性与参数关系124
5.1.2 双稳态与双瞬态126
5.1.3 额定值与特征值127
5.2 通态特性及其参数129
5.2.1 单极型器件的通态特性与参数129
5.2.2 双极型和混合型器件的通态特性与参数131
5.2.3 通态中的电阻及并联特性133
5.3 阻态特性及其参数135
5.3.1 器件的阻态特性及其参数135
5.3.2 阴极(阳极)短路发射极结构137
5.3.3 穿通与击穿137
5.4 开通过程及参数140
5.4.1 器件开通的物理过程140
5.4.2 典型器件的开通过程142
5.4.3 放大门极结构(ag)145
5.5 关断过程及其参数146
5.5.1 器件关断的物理过程146
5.5.2 典型器件的关断特性149
5.5.3 反向恢复特性151
5.6 触发的类型和特性152
5.6.1 触发过程的物理现象及参数152
5.6.2 典型器件的触发特性及其参数154
5.7 器件特性及系统安全工作区158
5.7.1 电力半导体器件特性对比158
5.7.2 变换器系统安全工作区161
参考文献164
第6章 电力半导体器件应用特性分析165
6.1 电力半导体器件的串、并联使用165
6.1.1 电力半导体器件的并联使用166
6.1.2 电力半导体器件的串联使用171
6.2 电力半导体器件可靠性和失效分析178
6.2.1 电力半导体器件可靠性概述178
6.2.2 电力半导体器件失效分析180
6.2.3 igbt的失效分析182
6.2.4 igct的失效分析187
6.3 电力半导体器件的保护194
6.3.1 电力半导体器件保护简述194
6.3.2 igbt的保护195
6.3.3 igct的保护199
参考文献203
第7章 变换器中电力半导体器件应用特性分析205
7.1 电力电子变换器的基本换流行为205
7.1.1 变换器的常用拓扑结构206
7.1.2 理想基本拓扑单元及换流行为210
7.1.3 基于电力半导体特性的变换器换流行为214
7.2 吸收电路关键参数设计及优化219
7.2.1 线性吸收电路的假设和定义219
7.2.2 线性吸收电路的参数优化和分析222
7.2.3 igbt吸收电路226
7.2.4 igct吸收电路229
7.3 电力半导体器件特性的相互影响范例分析232
7.3.1 基于igct的三电平逆变器基本换流方式233
7.3.2 三电平逆变器中器件稳态特性相互影响235
7.3.3 三电平逆变器中器件暂态特性相互影响238
参考文献242
第8章 适用于变换器仿真的电力半导体器件建模244
8.1 变换器仿真中的电力半导体器件建模244
8.1.1 对变换器仿真的基本理解244
8.1.2 变换器中器件建模分类246
8.1.3 半导体器件的基本物理现象247
8.1.4 半导体器件的基本仿真方法249
8.2 适用于变换器仿真的igbt模型250
8.2.1 igbt工作机理数学描述251
8.2.2 igbt模型的参数提取和模型实现254
8.2.3 实验和仿真256
8.2.4 igbt模型的应用257
8.3 适用于变换器仿真的igct模型260
8.3.1 igct功能型模型简述260
8.3.2 igct模型结构和参数求解260
8.3.3 igct仿真与实验对比264
8.3.4 igct模型的应用266
8.4 变换器中的开关器件损耗计算以及热路分析270
8.4.1 器件损耗及热阻模型270
8.4.2 基于igbt的两电平变换器损耗分析范例273
8.4.3 基于igct的三电平变换器损耗分析范例277
8.4.4 不同封装器件热路分析对比280
参考文献282
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宽禁带半导体电力电子器件及其应用 PDF高清电子版
标签:电力电子 半导体 碳化硅 氮化镓
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类型:技术文档 上传者:sigma 上传时间:2023-09-20
简介:《宽禁带半导体电力电子器件及其应用》陈治明,李守智 编著
《宽禁带半导体电力电子器件及其应用》介绍碳化硅、氮化镓和金刚石等宽禁带半导体电力电子器件的原理、特性、设计制造方法及应用,概括了这一新领域十余年来的主要成就。内容包括:半导体物理基础,电力电子器件的基本原理、特性及典型器件,电力电子器件的材料优选,碳化硅整流器、功率MOSFET、功率JFET和MESFET、BJT、SICGT、IGBT、碳化硅功率集成电路中的高压器件、氮化镓功率器件、金刚石器件、宽禁带半导体功率模块,以及宽禁带半导体电力电子器件在开关电源功率因数校正器和各种电力变换器中的典型应用等。
《宽禁带半导体电力电子器件及其应用》介绍碳化硅、氮化镓和金刚石等宽禁带半导体电力电子器件的原理、特性、设计制造方法及应用,概括了这一新领域十余年来的主要成就。
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功率半导体器件基础 巴利加著 PDF电子版
标签:功率半导体
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类型:技术文档 上传者:sigma 上传时间:2023-09-20
简介:《功率半导体器件基础》B. Jayant Baliga( B.贾扬.巴利加)著, 韩郑生等译。
《功率半导体器件基础》系统介绍了电力电子领域广泛应用的各类功率半导体器件。由浅入深地介绍了器件的基本结构、物理机理、设计原则及应用可靠性,内容以硅功率半导体器件为主,同时也涵盖了新兴的碳化硅功率器件。全书 首先从基本半导体理论开始,依次介绍了各类常用的功率半导体器件,采用物理模型分析及数值模拟验证结 合的方式,辅助大量详实的图表数据,帮助读者全面透彻理解功率半导体器件的特性。
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Fundamentals of Power Semiconductor Devices (B. Jayant Baliga)
标签:功率半导体
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类型:技术文档 上传者:sigma 上传时间:2023-09-20
简介:Fundamentals of Power Semiconductor Devices,中文:功率半导体器件基础,作者:B. Jayant Baliga
Fundamentals of Power Semiconductor Devices provides an in-depth treatment of the physics of operation of power semiconductor devices that are commonly used by the power electronics industry. Analytical models for explaining the operation of all power semiconductor devices are shown. The treatment here focuses on silicon devices but includes the unique attributes and design requirements for emerging silicon carbide devices. The book will appeal to practicing engineers in the power semiconductor device community.
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功率半导体器件——原理、特性和可靠性
标签:开关电源 IGBT
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类型:技术文档 上传者:sigma 上传时间:2022-02-24
简介:本书介绍了功率半导体器件的原理、结构、特性和可靠性技术,器件部分涵盖了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和功率集成器件等。此外,还包含了制造工艺、测试技术和损坏机理分析。就其内容的全面性和结构的完整性来说,在同类专业书籍中是不多见的。
本书内容新颖,紧跟时代发展,除了介绍经典的功率二极管、晶闸管外,还重点介绍了MOSFET、IGBT等现代功率器件,颇为难得的是收入了近年来有关功率半导体器件的*新成果,如SiC,GaN器件,以及场控宽禁带器件等。本书是一本精心编著、并根据作者多年教学经验和工程实践不断补充更新的好书,相信它的翻译出版必将有助于我国电力电子事业的发展。
本书的读者对象包括在校学生、功率器件设计制造和电力电子应用领域的工程技术人员及其他相关专业人员。本书适合高等院校有关专业用作教材或专业参考书,亦可被电力电子学界和广大的功率器件和装置生产企业的工程技术人员作为参考书之用。
译者的话
原书第2版序言
原书第1版序言
常用符号
第1章功率半导体器件——高效电能变换装置中的关键器件1
11装置、电力变流器和功率半导体器件1
111电力变流器的基本原理2
112电力变流器的类型和功率器件的选择3
12使用和选择功率半导体6
13功率半导体的应用8
14用于碳减排的电力电子设备11
参考文献14
第2章半导体的性质17
21引言17
22晶体结构19
23禁带和本征浓度21
24能带结构和载流子的粒子性质24
25掺杂的半导体28
26电流的输运36
261载流子的迁移率和场电流36
262强电场下的漂移速度42
263载流子的扩散,电流输运方程式和爱因斯坦关系式43
27复合产生和非平衡载流子的寿命45
271本征复合机理47
272包含金、铂和辐射缺陷的复合中心上的复合48
28碰撞电离64
29半导体器件的基本公式70
210简单的结论73
2101少数载流子浓度的时间和空间衰减73
2102电荷密度的时间和空间衰减74
参考文献75
第3章pn结80
31热平衡状态下的pn结80
311突变结82
312缓变结87
32pn结的IV特性90
33pn结的阻断特性和击穿97
331阻断电流97
332雪崩倍增和击穿电压100
333宽禁带半导体的阻断能力108
34发射区的注入效率109
35pn结的电容115
参考文献117
功率半导体器件——原理、特性和可靠性(原书第2版)目录第4章功率器件工艺的介绍119
41晶体生长119
42通过中子嬗变来调节晶片的掺杂120
43外延生长122
44扩散124
441扩散理论,杂质分布124
442掺杂物的扩散系数和溶解度130
443高浓度效应,扩散机制132
45离子注入134
46氧化和掩蔽138
47边缘终端140
471斜面终端结构140
472平面结终端结构142
473双向阻断器件的结终端143
48钝化144
49复合中心145
491用金和铂作为复合中心145
492辐射引入的复合中心147
493Pt和Pd的辐射增强扩散149
410辐射引入杂质150
411GaN器件工艺的若干问题151
参考文献155
第5章pin二极管160
51pin二极管的结构160
52pin二极管的IV特性161
53pin二极管的设计和阻断电压162
54正向导通特性167
541载流子的分布167
542结电压169
543中间区域两端之间的电压降170
544在霍尔近似中的电压降171
545发射极复合、有效载流子寿命和正向特性173
546正向特性和温度的关系179
55储存电荷和正向电压之间的关系180
56功率二极管的开通特性181
57功率二极管的反向恢复183
571定义183
572与反向恢复有关的功率损耗189
573反向恢复:二极管中电荷的动态192
574具有最佳反向恢复特性的快速二极管199
575MOS控制二极管208
58展望213
参考文献214
第6章肖特基二极管216
61金属半导体结的能带图216
62肖特基结的IV特性217
63肖特基二极管的结构219
64单极型器件的欧姆电压降220
641额定电压为200V和100V的硅肖特基二极管与pin二极管的比较222
65SiC肖特基二极管223
651SiC单极二极管特性223
652组合pin肖特基二极管226
653SiC肖特基和MPS二极管的开关特性和耐用性230
参考文献232
第7章双极型晶体管234
71双极型晶体管的工作原理234
72功率双极型晶体管的结构235
73功率晶体管的IV特性236
74双极型晶体管的阻断特性237
75双极型晶体管的电流增益239
76基区展宽、电场再分布和二次击穿243
77硅双极型晶体管的局限性245
78SiC双极型晶体管245
参考文献246
第8章晶闸管248
81结构与功能模型248
82晶闸管的IV特性251
83晶闸管的阻断特性252
84发射极短路点的作用253
85晶闸管的触发方式254
86触发前沿扩展255
87随动触发与放大门极256
88晶闸管关断和恢复时间258
89双向晶闸管260
810门极关断晶闸管261
811门极换流晶闸管265
参考文献268
第9章MOS晶体管及场控宽禁带器件270
91MOSFET的基本工作原理270
92功率MOSFET的结构271
93MOS晶体管的IV特性272
94MOSFET沟道的特性273
95欧姆区域276
96现代MOSFET的补偿结构277
97MOSFET特性的温度依赖性281
98MOSFET的开关特性282
99MOSFET的开关损耗286
910MOSFET的安全工作区287
911MOSFET的反并联二极管288
912SiC场效应器件292
9121SiC JFET292
9122SiC MOSFET294
9123SiC MOSFET体二极管296
913GaN横向功率晶体管297
914GaN纵向功率晶体管302
915展望303
参考文献303
第10章IGBT307
101功能模式307
102IGBT的IV特性309
103IGBT的开关特性310
104基本类型:PTIGBT和NPTIGBT312
105IGBT中的等离子体分布315
106提高载流子浓度的现代IGBT317
1061高n发射极注入比的等离子增强317
1062无闩锁元胞几何图形320
1063“空穴势垒”效应321
1064集电极端的缓冲层322
107具有双向阻断能力的IGBT324
108逆导型IGBT325
109IGBT的潜力329
参考文献332
第11章功率器件的封装335
111封装技术面临的挑战335
112封装类型336
1121饼形封装338
1122TO系列及其派生339
1123模块342
113材料的物理特性347
114热仿真和热等效电路349
1141热参数与电参数间的转换349
1142一维等效网络354
1143三维热网络356
1144瞬态热阻357
115功率模块内的寄生电学元件359
目录ⅩⅦⅩⅧ功率半导体器件——原理、特性和可靠性(原书第2版)1151寄生电阻359
1152寄生电感362
1153寄生电容365
116先进的封装技术367
1161银烧结技术368
1162扩散钎焊370
1163芯片顶部接触的先进技术371
1164改进后的衬底375
1165先进的封装理念376
参考文献379
第12章可靠性和可靠性试验383
121提高可靠性的要求383
122高温反向偏置试验385
123高温栅极应力试验388
124温度湿度偏置试验390
125高温和低温存储试验392
126温度循环和温度冲击试验393
127功率循环试验395
1271功率循环试验的实施395
1272功率循环诱发的失效机理400
1273寿命预测模型407
1274失效模式的离析410
1275功率循环的任务配置和叠加414
1276TO封装模块的功率循环能力417
1277SiC器件的功率循环418
128宇宙射线失效422
1281盐矿试验422
1282宇宙射线的由来423
1283宇宙射线失效模式426
1284基本的失效机理模型427
1285基本的设计规则429
1286考虑nn+结后的扩展模型432
1287扩展模型设计的新进展435
1288SiC器件的宇宙射线稳定性437
129可靠性试验结果的统计评估440
1210可靠性试验的展望449
参考文献450
第13章功率器件的损坏机理456
131热击穿——温度过高引起的失效456
132浪涌电流458
133过电压——电压高于阻断能力461
134动态雪崩466
1341双极型器件中的动态雪崩466
1342快速二极管中的动态雪崩467
1343具有高动态雪崩能力的二极管结构475
1344IGBT关断过程中的过电流和动态雪崩479
135超出GTO的最大关断电流481
136IGBT的短路和过电流482
1361短路类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ482
1362短路的热、电应力486
1363短路时的电流丝491
137IGBT电路失效分析494
参考文献496
第14章功率器件的感应振荡和电磁干扰500
141电磁干扰的频率范围500
142LC振荡502
1421并联IGBT的关断振荡502
1422阶跃二极管的关断振荡504
1423宽禁带器件的关断振荡506
143渡越时间振荡508
1431等离子体抽取渡越时间振荡509
1432动态碰撞电离渡越时间振荡515
1433动态雪崩振荡519
1434传输时间振荡的总结521
参考文献522
第15章集成电力电子系统524
151定义和基本特征524
152单片集成系统——功率IC526
153GaN单片集成系统529
154印制电路板上的系统集成531
155混合集成533
参考文献539
附录ASi与4HSiC中载流子迁移率的建模参数541
附录B复合中心及相关参数543
附录C雪崩倍增因子与有效电离率548
附录D封装技术中重要材料的热参数552
附录E封装技术中重要材料的电参数553
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现代电力电子器件原理与应用技术 徐德鸿 PDF
标签:电力电子 元器件
积分:1
类型:技术文档 上传者:sigma 上传时间:2023-09-20
简介:《现代电力电子器件原理与应用技术》徐德鸿著
本书力图以通俗易懂的方式,介绍电力电子器件的原理与应用技术,重点介绍了PN结原理,二极管、功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、晶闸管、集成门极换向晶闸管(IGCT)的原理、特性、保护、驱动等。根据现代电力电子器件发展的特点,本书还介绍了NPT、PT、Trench结构,逆阻型IGBT等器件概念和SiC二极管、CoolMOS、同步整流器等新技术,另外结合器件的特点,介绍了相应的典型功率变换电路。本书可作为电力电子与电气传动专业及相关专业的工程技术人员和研究生的参考书,也可作为从事开关电源、变频器、逆变器、UPS等电力电子装置开发、设计工程技术人员的参考书。
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氮化物宽禁带半导体材料与电子器件 PDF高清带书签
标签:半导体 电子器件
积分:1
类型:技术文档 上传者:sigma 上传时间:2023-09-20
简介:《氮化物宽禁带半导体材料与电子器件》作者:郝跃、张金风、张进成
本书内容包括:氮化物材料的基本性质、异质外延方法和机理,HEMT材料的电学性质,AlCaN/GaN和InAlN/GaN异质结的生长和优化、材料缺陷分析,GaNHEMT器件的原理和优化、制备工艺和性能、电热退化分析,GaN增强型HEMT器件和集成电路,GaN MOS-HEMT器件,最后给出了该领域未来技术发展的几个重要方向。《氮化物宽禁带半导体材料与电子器件》可供微电子、半导体器件和材料领域的研究生与科研人员阅读参考。
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碳化硅半导体材料与器件 PDF高清电子版
标签:碳化硅 半导体
积分:1
类型:技术文档 上传者:sigma 上传时间:2023-09-20
简介:《碳化硅半导体材料与器件》迈克尔·舒尔等著;杨银堂,贾护军,段宝兴译
本书是一本系统介绍碳化硅半导体材料及器件的专著,主要论述了SiC材料与器件中的相关基础理论,内容包括:SiC材料特性、SiC同质外延和异质外延、SiC欧姆接触、肖特基势垒二极管、大功率PiN整流器、SiC微波二极管、SiC晶闸管、SiC静态感应晶体管、SiC衬底材料生长、SiC深能级缺陷、SiC结型场效应晶体管,以及SiCBJT等。书中涉及SiC材料制备、外延生长、测试表征、器件结构与工作原理、器件设计与仿真、器件关键工艺、器件研制与性能测试,以及器件应用等多个方面。在论述这些基础理论的同时,重点总结了近年来SiC材料与器件的主要研究成果,以及今后的发展趋势。
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传热学 电力电子器件热管理
标签:电力电子
积分:1
类型:技术文档 上传者:sigma 上传时间:2022-01-22
简介:《传热学:电力电子器件热管理》的目标读者为进行电力电子装置设计的电气、机械工程师,无论是否具有工程热物理和传热学知识背景,都能从《传热学:电力电子器件热管理》获益。对于电气工程、热能及动力工程相关专业的本科生或研究生,《传热学:电力电子器件热管理》的内容也足够进行一学期的学习。
译者序
原书前言
作者简介
第1章引言1
1.1半导体科技走势2
1.2与温度相关的失效6
1.2.1与温度相关的机械失效6
1.2.2与温度相关的腐蚀失效10
1.2.3与温度相关的电气失效11
1.3传热对电子设备的重要性11
1.4热设计过程12
参考文献15
第2章能量、能量传递和传热16
2.1能量和功16
2.2宏观和微观能量17
2.3能量传递和传热20
2.4状态方程21
习题22
参考文献23
第3章能量守恒定律24
3.1热力学第一定律24
3.2控制质量的能量平衡25
3.3控制体积的能量平衡30
习题36
参考文献41
第4章传热机理42
4.1导热42
4.2对流换热45
4.2.1空气对流换热的简化公式46
4.3辐射换热48
习题51
参考文献52
第5章热阻网络53
5.1热阻的概念53
5.2串联导热平壁56
5.3并联导热平壁59
5.4总热阻网络61
5.5接触热阻65
5.6热界面材料67
5.7扩散热阻69
5.8印制电路板(PCB)的热阻72
习题76
参考文献80
第6章微电子封装的热特性81
6.1封装的重要性81
6.2封装类型81
6.3微电子封装的热特性87
6.3.1结—空气热阻87
6.3.2结—壳热阻和结—板热阻89
6.3.3封装的热特性参数91
6.4封装的热阻网络91
6.5影响封装热性能的参数94
6.5.1封装尺寸94
6.5.2封装材料94
6.5.3芯片尺寸95
6.5.4器件热耗散量96
6.5.5气流速度97
6.5.6板的尺寸和导热系数98
习题98
参考文献100
第7章翅片与散热器101
7.1翅片方程101
7.1.1无限长翅片103
7.1.2翅顶绝热105
7.1.3翅顶的对流和辐射105
7.1.4翅顶为恒定温度107
7.2翅片热阻、功效和效率111
7.3变截面翅片116
7.4散热器的热阻、功效和效率119
7.5散热器的制造工艺127
习题131
参考文献134
第8章热传导理论135
8.1通过平壁的一维导热方程137
8.2导热方程的一般形式139
8.3边界和初始条件141
8.3.1温度边界条件142
8.3.2热流边界条件143
8.3.3对流边界条件144
8.3.4辐射边界条件145
8.3.5综合边界条件146
8.3.6界面边界条件146
8.4稳态导热148
8.4.1一维稳态导热148
8.4.2二维稳态导热150
8.5非稳态导热152
8.6集总系统153
8.6.1简单集总系统分析154
8.6.2一般集总系统分析154
8.6.3集总系统分析法的适用范围157
习题158
参考文献162
第9章对流传热基础163
9.1流动类型163
9.1.1外部流动和内部流动163
9.1.2强制对流和自然对流流动163
9.1.3层流和湍流164
9.1.4稳态和非稳态流动166
9.2粘性力、速度边界层和摩擦系数166
9.3热边界层和对流传热系数168
9.4守恒方程169
9.5边界层方程170
参考文献170
第10章强制对流换热:外部流动171
10.1归一化的边界层方程171
10.2雷诺数、普朗特数、爱克特数和努塞特数172
10.3局部摩擦系数和对流传热系数的函数形式174
10.4流体外掠平板流动176
10.4.1流过等温平板的层流177
10.4.2流过等温平板的湍流182
10.4.3流过等热流密度平板的流动184
10.5圆柱绕流185
10.6圆柱针翅式散热器190
10.7解决外部强制对流问题的步骤192
习题193
参考文献197
第11章强制对流换热:内部流动198
11.1平均速度与平均温度198
11.2管内层流与湍流200
11.3入口段长度和充分发展段流动200
11.4内部流动的泵送功率和对流换热201
11.5速度分布与摩擦因子关联式205
11.6温度分布和对流换热关联式208
11.7风机和泵211
11.7.1风机的种类211
11.7.2风机曲线和系统阻力曲线213
11.7.3风机选型215
11.7.4泵的种类218
11.8板翅式散热器220
习题221
参考文献223
第12章自然对流换热225
12.1浮力和自然对流225
12.2自然对流的速度和温度边界层227
12.3无量纲化自然对流边界层方程228
12.3.1格拉晓夫(GRASHOF)数和瑞利(RAYLEIGH)数229
12.3.2对流换热系数的函数形式230
12.4外掠竖直平板自然对流的层流和湍流流动231
12.5外掠倾斜和水平平板的自然对流234
12.6外掠竖直和水平圆柱体的自然对流237
12.7机箱内的自然对流238
12.8竖直阵列平板间的自然对流243
12.9混合对流245
习题246
参考文献249
第13章辐射传热250
13.1辐射强度和辐射力251
13.2黑体辐射253
13.3表面辐射特性255
13.3.1表面辐射率255
13.3.2表面吸收率257
13.3.3表面反射率258
13.3.4表面透射率258
13.3.5基尔霍夫定律259
13.4太阳和大气辐射260
13.5辐射通量密度263
13.6角系数264
13.7黑体之间的辐射传热266
13.8非黑体之间的辐射传热267
13.9板翅式散热器的辐射传热268
习题273
参考文献274
第14章计算机模拟和热设计275
14.1传热和流动方程总结275
14.2计算机模拟基础277
14.2.1一维稳态导热277
14.2.2二维稳态导热279
14.2.3瞬态导热281
14.2.4流动及能量方程284
14.3湍流流动291
14.4有限差分方程的求解297
14.5商业热模拟工具298
14.5.1建立热模型298
14.5.2生成网格306
14.5.3求解流动和温度方程307
14.5.4查看结果309
14.5.5结果显示310
14.6建模与仿真在热设计中的重要性311
参考文献312
第15章实验技术及热设计313
15.1流量测量技术313
15.2系统阻力测量318
15.3泵和风机性能曲线测试319
15.4速度测量方法321
15.5温度测量技术324
15.6噪声测量328
15.7热设计中实验测量的重要性329
参考文献330
第16章先进冷却技术331
16.1热管331
16.1.1毛细极限332
16.1.2沸腾极限334
16.1.3声速极限335
16.1.4携带极限335
16.1.5热管的其他性能极限335
16.1.6电子冷却中的热管应用337
16.1.7热管的选择和模型339
16.1.8热虹吸管、回路热管和均热板343
16.2液体冷却346
16.3热电冷却器351
16.4电流体流动354
16.5合成射流355
参考文献358
附录材料性质359
参考文献373
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