


本书内容详实、条理清晰、结构完整,所提出的设计方法和解决方案具有非常强的工程指导意义,填补了国内高温电路设计的空白。主要内容涵盖:高温电路概述、半导体失效机理、耐高温电子器件与电路板、电子器件可靠性、高温环境下元器件与集成电路选型、高温电路设计实例,以及热管理与电压应力管理。
本书适合电子电气类专业的高年级本科生、研究生作为参考书,亦可供电子电气领域的工程技术研发人员,特别是从事井下高温设备、航空航天高温装备集成、汽车电子等领域的专业人士参阅。
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前言
目录
第1章 高温电路应用简介
1.1 石油和天然气工业
1.2 航空航天领域
1.2.1 航空领域
1.2.2 航天领域
1.3 汽车工业
第2章 半导体及其失效机理
2.1 CMOS的结构
2.2 温度对半导体的影响
2.2.1 本征载流子浓度
2.2.2 漏电流
2.2.3 载流子迁移率
2.2.4 阈值电压
2.3 SOI CMOS和体硅CMOS
2.3.1 SOI晶圆
2.3.2 SOI CMOS技术的优点
2.4 高温半导体器件功能失效机理
2.4.1 半导体功能失效
2.4.2 电迁移
2.4.3 金属-硅电接触
2.4.4 热载流子效应
2.4.5 电介质退化
2.5 CMOS集成电路的功耗
2.5.1 动态开关功耗
2.5.2 短路功耗
2.5.3 静态功耗
第3章 耐高温电子器件和电路板
3.1 半导体的封装
3.1.1 塑料封装
3.1.2 陶瓷封装
3.1.3 塑料封装和陶瓷封装的对比
3.2 印制电路板
3.2.1 印制电路板介质材料
3.2.2 电路板铜箔与层压工艺优化
3.2.3 电路板表面处理与防护
3.2.4 高温电路板的焊接
第4章 电子器件的可靠性
4.1 温度加速因子与阿伦尼乌斯公式
4.2 电压加速因子
4.3 湿度加速因子(Hallberg-Peck模型)
4.4 温度变化加速因子(Coffin-Mason公式)
第5章 高温电路设计中元器件的选择
5.1 电阻的选择
5.1.1 绕线电阻
5.1.2 厚膜电阻
5.1.3 薄膜电阻
5.1.4 其他电阻类型
5.1.5 高温使用指南
5.2 电容的选择
5.2.1 铝电解电容
5.2.2 钽电容
5.2.3 陶瓷电容
5.2.4 薄膜电容
5.2.5 高温电路中的电容使用指南
5.3 磁性元件
5.3.1 高温下磁芯材料的选择
5.3.2 高温下电感的选择
5.3.3 高温下变压器的选择
5.4 高温半导体器件的选择
5.4.1 高温二极管的选择
5.4.2 双极性晶体管的选择
5.4.3 场效应晶体管的选择
5.4.4 氮化镓功率管
5.4.5 绝缘栅双极型晶体管
第6章 高温电路设计中的集成电路选择
6.1 高温数字集成电路的选择
6.1.1 小规模逻辑集成电路的选择
6.1.2 FPGA/CPLD的选择
6.1.3 大规模集成电路的选择
6.1.4 时钟的选择
6.1.5 复位芯片的选择
6.2 高温比较器的选择
6.3 高温温度传感器芯片
6.3.1 集成数字温度传感器芯片
6.3.2 RTD温度传感器
6.4 高温电压参考源
6.4.1 典型的高温参考电压源芯片
6.4.2 高温电压参考源误差
6.5 高温模拟开关
6.6 高温运算放大器的选择
6.6.1 高温通用运放的选择
6.6.2 高温大电流输出运放的选择
6.6.3 高温仪表放大器的选择
6.7 高温模/数转换器的选择
6.8 高温数/模转换器的选择
6.9 高温数字隔离器的选择
6.10 高温旋转变压器-数字变换器的选择
6.11 高温电流感应放大器的选择
6.12 霍尔电流传感器的选择
6.13 高温功率MOSFET栅极驱动器的选择
6.14 高温线性稳压器的选择
6.15 高温开关稳压器/开关控制器的选择
第7章 高温电路设计
7.1 上拉电阻和下拉电阻
7.2 运放电路的输入电阻和反馈电阻选择
7.3 井下温度、压力等的测量电路设计
7.3.1 温度测量
7.3.2 压力测量电路
7.3.3 校准电路
7.4 线性稳压电源的设计
7.4.1 稳压二极管方案
7.4.2 双极性晶体管和稳压二极管搭建的线性稳压器
7.4.3 基准电压源、运放和MOSFET等构建的线性稳压器
7.4.4 高温线性稳压器集成电路
7.5 负电源的设计
7.5.1 隔离反激式DC-DC变换器
7.5.2 通过电荷泵电路获得负电源
7.6 功率放大器的设计
7.6.1 线性功率放大器
7.6.2 D类功率放大器
7.7 反激式DC-DC变换器的设计
7.8 高温降压型开关模式DC-DC变换器
7.8.1 降压型开关DC-DC变换器
7.8.2 高电压大功率DC-DC变换器
7.8.3 高温DC-DC变换器的设计要点
7.9 直流无刷电机驱动电路
7.9.1 低压直流无刷电机驱动电路
7.9.2 高压直流无刷电机驱动电路
第8章 高温电路的热管理和电压应力管理
8.1 高温电路的热管理
8.1.1 选择热阻系数小的半导体器件
8.1.2 利用电路板进行散热
8.1.3 利用散热片进行散热
8.2 高温电路的电压应力管理
附录
附录A 器件的高温工作认证
附录B 潮湿的防护
参考文献
后折页
封底
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