本书以功率集成电路的“功率器件—制造工艺—电路单元—芯片设计”为主线，结合技术发展现状，首先介绍功率集成电路中的特有器件LDMOS与LIGBT的结构、原理和特性，进而阐述典型的功率集成电路模块的原理、设计方法及难点问题，包括高压栅极驱动集成电路、电源管理集成电路等；最后介绍智能功率模块和功率集成电路的可靠性。本书注重实践性和前沿性，每部分电路均增加了仿真实例，每章后提供习题和挑战性拓展，并融入数字化思政元素，强调教材的“两性一度”。本书提供配套的电子课件PPT、习题参考答案、教学大纲、仿真电路图、软件操作文档等。 本书可作为高等院校相关专业本科生和研究生的教材，以及从事功率集成电路设计的专业技术人员的参考用书。
杨媛，西安理工大学二级教授、博士生导师，电子科学与技术一级博士学科带头人，微电子科学与工程专业负责人，陕西省教学名师，陕西省科技创新团队负责人，陕西省新能源功率半导体器件及智能系统工程技术研究中心主任，陕西省智能物联网集成电路与系统引智基地主任，国家级一流本科课程负责人，陕西省课程思政精品课程负责人。长期从事半导体集成电路教学和研究工作，主持国家级重点项目1项、国家自然科学基金项目4项以及陕西省重点研发项目、企业重大成果转化等科研项目40余项。获陕西省科学技术奖一等奖1项、二等奖3项，西安市科学技术奖一等奖2项，陕西省高等学校科学技术一等奖2项，陕西省高等教育教学成果特等奖1项、一等奖2项、二等奖1项。先后在IEEE Transaction on Power Electronics等期刊发表论文200余篇，授权国家发明专利20余项，出版教材3部、专著2部，并受到国家科学技术学术著作出版基金资助。
第1章 概述 1
1.1 功率集成电路的概念 1
1.1.1 功率集成电路的基本概念 1
1.1.2 功率集成电路的分类 2
1.1.3 功率集成电路的特点 4
1.2 功率集成电路的发展历程 5
1.3 功率集成电路的挑战和机遇 6
习题 8
挑战性拓展 8
第2章 功率集成器件 9
2.1 功率集成器件概述 9
2.1.1 定义与分类 9
2.1.2 关键问题 9
2.1.3 技术趋势 10
2.2 功率MOS集成器件 10
2.2.1 传统MOSFET 10
2.2.2 横向双扩散MOSFET 11
2.2.3 纵向双扩散MOSFET 13
2.2.4 高压CMOS的集成结构 14
2.3 电场调制LDMOS器件 15
2.3.1 电场调制技术 15
2.3.2 RESURF LDMOS 17
2.3.3 超结LDMOS 22
2.4 横向IGBT器件 24
2.4.1 平面栅LIGBT 24
2.4.2 RESURF LIGBT 26
2.4.3 沟槽栅LIGBT 28
2.4.4 功率集成器件特性评价 29
2.5 SOI基功率集成器件 30
2.5.1 SOI衬底及耐压原理 30
2.5.2 SOI RESURF器件 31
2.5.3 介质场增强SOI器件 34
技术前沿：GaN HEMT功率集成器件 38
习题 41
挑战性拓展 42
第3章 功率集成电路工艺 43
3.1 典型BCD工艺 43
3.1.1 BCD工艺简介 43
3.1.2 BCD工艺中的核心器件 44
3.1.3 BCD工艺中的关键技术 46
3.1.4 BCD工艺流程 54
3.2 其他BCD工艺 63
3.2.1 SOI BCD工艺 63
3.2.2 集成LIGBT器件的BCD工艺 66
技术前沿：GaN基单片功率集成技术 68
习题 70
挑战性拓展 70
第4章 功率器件驱动电路 71
4.1 栅控功率器件及开关特性 71
4.1.1 结构及工作原理 71
4.1.2 开关特性 73
4.1.3 重要参数 79
4.2 栅极驱动电路 81
4.2.1 栅极驱动电路概述 81
4.2.2 栅极驱动电路的分类 82
4.2.3 栅极驱动电路的构成与工作原理 85
4.3 栅极驱动电路基本单元 87
4.3.1 输入接口电路 87
4.3.2 死区时间电路 91
4.3.3 延时电路 92
4.3.4 电平移位电路 93
4.3.5 自举电路 97
4.3.6 输出驱动电路 98
4.3.7 芯片内部保护电路 100
4.3.8 仿真实例 102
4.4 栅极驱动关键技术 109
4.4.1 抗di/dt技术 109
4.4.2 抗dv/dt技术 110
4.4.3 短路和过载保护技术 115
技术前沿：GaN器件驱动 120
习题 121
挑战性拓展 121
第5章 电源管理技术 122
5.1 电源电路概述 122
5.1.1 隔离式DC-DC变换技术 123
5.1.2 非隔离式DC-DC变换技术 127
5.2 线性稳压电源 128
5.2.1 基本原理 128
5.2.2 关键性能参数 130
5.2.3 典型模块设计 134
5.2.4 仿真验证实例 137
5.3 DC-DC开关电源 142
5.3.1 基本原理 142
5.3.2 关键性能参数 149
5.3.3 典型模块设计 152
5.3.4 仿真验证实例 159
5.4 电荷泵 163
5.4.1 基本原理 164
5.4.2 关键性能参数 175
5.4.3 典型模块设计 176
5.4.4 仿真验证实例 177
技术前沿：数字电源 179
习题 180
挑战性拓展 181
第6章 智能功率模块 182
6.1 IPM的结构和特点 182
6.1.1 传统功率模块的结构 182
6.1.2 IPM的结构 186
6.1.3 IPM的特点 187
6.2 IPM封装工艺 188
6.2.1 常规焊接技术 188
6.2.2 低温烧结技术 190
6.2.3 冷焊接技术 191
6.2.4 压力连接技术 191
6.2.5 端子与安装 192
6.2.6 封装技术 193
6.3 IPM测量和保护功能 193
6.3.1 测量功能 193
6.3.2 保护功能 196
6.4 IPM发展新技术 198
6.4.1 芯片技术 198
6.4.2 封装技术 198
6.4.3 保护技术 199
习题 199
挑战性拓展 200
第7章 功率集成电路的可靠性 201
7.1 安全工作区 201
7.1.1 安全工作区简介 201
7.1.2 安全工作区的构成 201
7.2 热载流子注入效应 203
7.2.1 热载流子的产生 203
7.2.2 热载流子注入效应对器件的影响 203
7.2.3 LDMOS的热载流子注入效应 204
7.3 有源寄生效应 204
7.3.1 集成双极型晶体管的有源寄生效应 204
7.3.2 MOS集成电路的有源寄生效应 206
7.4 静电放电 208
7.4.1 ESD简介 208
7.4.2 ESD模型分类 208
7.4.3 ESD失效种类 210
7.4.4 ESD保护 211
7.4.5 功率集成电路的ESD保护 214
技术前沿：双向ESD保护器件 216
习题 217
挑战性拓展 217
参考文献 218
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