Josef Lutz – författare

This book discusses semiconductor properties, pn-junctions and the physical phenomena for understanding power devices in depth. Working principles of state-of-the-art power diodes, thyristors, MOSFETs and IGBTs are explained in detail, as well as key aspects of semiconductor device production technology. Special peculiarities of devices from the ascending semiconductor materials SiC and GaN are discussed.

This book presents significant improvements compared to its first edition. It includes chapters on packaging and reliability. The chapter on semiconductor technology is written in a more in-depth way by considering 2D- and high concentration effects. The chapter on IGBTs is extended by new technologies and evaluation of its potential. An extended theory of cosmic ray failures is presented. The range of certain important physical relationships, doubted in recent papers for use in device simulation, is cleared and substantiated in this second edition.

Halbleiter-Leistungsbauelemente sind das Kernstück der Leistungselektronik. Sie bestimmen die Leistungsfähigkeit, sie machen neuartige und verlustarme Schaltungen erst möglich. Da für deren Anwendung nicht nur die Vorgänge im Halbleiter, sondern auch die thermischen und mechanischen Eigenschaften wesentlich sind, beinhaltet die Behandlung der Halbleiter-Leistungsbauelemente auch die Aufbau- und Verbindungstechnik. Das Buch geht auf die physikalischen Grundlagen ein, die Halbleiterphysik wird vergleichend für Silizium und die neuen Materialien wie GaAs und SiC behandelt. Herstellungstechnologie, Aufbau, Funktion und technische Eigenschaften der Bauelemente beschreibt der Autor und behandelt dann einzelne Bauarten wie Dioden, Transistoren, Thyristoren und MOS-Transistoren und IGBTs detailliert. Es werden die modernen Bauelemente aber auch ausgehend von der Steuerung der internen Vorgänge durch die Emitter behandelt, da deren Eigenschaften maßgeblich von den Emittereigenschaften bestimmt sind. Thermophysikalische Probleme werden beschrieben und die bekannten Zerstörungsmechanismen und Störungseffekte einzelner Bauarten. Zusätzlich wurde eine Darstellung der Ausfallmechanismen und Grenzen von Leistungsbauelementen entwickelt, für den Praktiker ein wertvolle Hilfe. Schließlich erfährt der Leser auch Hintergründe möglicher unerwünschter Oszillationen, die durch Bauelemente verursacht werden, und er wird in das aktuelle Forschungsthema Systemintegration eingeführt. Für den Systementwurf werden leistungselektronische Systeme als Ganzes betrachtet. Über 250 Abbildungen machen die Darstellung verständlich und erleichtern den Umgang auch mit anspruchsvollen Aspekten.

Halbleiter-Leistungsbauelemente sind das Kernstück der Leistungselektronik. Sie bestimmen die Leistungsfähigkeit, sie machen neuartige und verlustarme Schaltungen erst möglich. Da für deren Anwendung nicht nur die Vorgänge im Halbleiter, sondern auch die thermischen und mechanischen Eigenschaften wesentlich sind, beinhaltet die Behandlung der Halbleiter-Leistungsbauelemente auch die Aufbau- und Verbindungstechnik. Das Buch geht auf die physikalischen Grundlagen ein, behandelt die Herstellungstechnologie, geht auf einzelne Bauelemente wie Dioden, Transistoren, Thyristoren,  MOS-Transistoren und IGBTs detailliert ein. Aufbau- und Verbindungstechnik sowie thermomechanische Probleme werden behandelt und die bekannten Zerstörungsmechanismen und Störungseffekte einzelner Bauarten werden beschrieben. Für den Systementwurf werden  leistungselektronische Systeme als Ganzes betrachtet.