一、课程基本信息

二、课程性质与目的

 《电力半导体器件原理与设计》是面向电子科学与技术专业本科生开设的一门重要专业学位课。内容涵盖各种电力半导体器件，如功率二极管、功率双极晶体管、功率MOSFET、绝缘栅双极晶体管（IGBT）、普通晶闸管、门极可关断晶体管（GTO）、集成门极换流晶闸管（IGCT）及MOS控制晶闸管（MCT）等，主要介绍器件结构、工作原理、静动态特性、制作工艺、设计方法及最新发展动态。

通过本课程的教学，使学生理解电力半导体器件的基本理论，能够利用所学知识表达电力半导体器件领域内的复杂工程问题，熟悉各种电力半导体器件的应用范围及其发展动态，培养学生分析、设计及选用各种器件的能力，并在设计方案中体现创新思想与环保意识。

三、教学目标及其对毕业要求的支撑

（一）教学目标

本课程全部为课堂理论教学。通过课堂教学使学生熟悉各种电力半导体器件的基本结构、工作原理及I-V特性曲线，理解主要耐压结构及其在阻断状态下的电场强度分布、导通过程中载流子输运机理及其浓度分布，以及开关过程中电流和电压波形及其对应的物理机制；能综合运用课程知识分析影响器件静动态特性的关键结构参数及其相互之间的制约关系，以及器件制作工艺流程和关键工艺方法；在设计方案中体现创新与环保意识，以及成本与性能折衷的决策思想。

教学目标具体要求如下：

1熟悉电力半导体器件的概念、分类、结构特征、发展动态及其应用领域；能够运用单极型器件和双极型器件的基础知识，理解复合型器件的构成思想及其与单极型、双极型器件的主要区别；能正确理解电力半导体器件领域的复杂工程问题。

2 能够利用所学的基本知识和基本原理，分析各种不同电力半导体器件的结构特点、工作原理、I-V特性、等效电路及特殊物理效应等；通过综合分析，能够正确表达电力半导体器件领域复杂工程问题的解决方案，并认识到解决方案的多样性。

3 能够利用电力半导体器件的原理，分析影响器件阻断特性、导通特性及开关特性的关键结构参数及其相互之间的制约关系；根据实际需求确定器件的耐压结构和结终端结构，进行电力半导体器件的结构设计，并在设计中体现创新意识。

4能够利用器件结构与工艺原理知识，分析各种电力半导体器件制造的工艺流程和关键工艺方法，并在工艺方案设计中体现成本与性能折衷的经济决策思想。

（二）教学目标对毕业要求的支撑矩阵

四、教学内容

（一）教学目标与教学内容的对应关系

教学目标	教学内容	学生学习预期成果	教学方式
1熟悉电力半导体器件的概念、分类、结构特征、发展动态及其应用领域；能够运用单极型器件和双极型器件的基础知识，理解复合型器件的构成思想及其与单极型、双极型器件的主要区别；能正确理解电力半导体器件领域的复杂工程问题。	（1）电力半导体器件的概念、分类、特点、应用及其发展概况。	1）熟悉电力半导体器件的概念、分类、构成及其特点等基本概念； 2）了解各种电力半导体器件的应用场合。	讲授   课堂讨论   课后利用网络学习
	（2）复合型器件的构成原理及其特点	1）理解复合型器件的构成原理 2）熟悉单极型、双极型和复合型器件之间的联系和区别；
	（3）电力半导体器件在电力电子技术中的重要地位，及其在节能、环保中所起的重要作用和对社会可持续发展的影响。	1）熟悉电力半导体器件的应用领域及其各自不同的应用场合； 2）了解电力半导体器件在节能、环保方面的重要作用，以及对社会可持续发展的影响等知识。
2 能够利用所学的基本知识和基本原理，分析各种不同电力半导体器件的结构特点、工作原理、I-V特性、等效电路及特殊物理效应等；通过综合分析，能够正确表达电力半导体器件领域复杂工程问题的解决方案，并认识到解决方案的多样性。	（1）功率二极管（包括扩散功率二极管、外延功率二极管和功率肖特基二极管）的结构特点、工作原理、I-V特性及设计方法等基本内容，以及普通功率二极管导通时的电导调制效应、反向恢复机理等关键问题；简单介绍实际应用对功率二极管的性能要求。	1）熟悉功率二极管的结构分类与特点； 2）理解并分析功率二极管的工作原理以及反向截止、正向导通和反向恢复时的状态特征； 3）熟悉快速、软恢复机理以及表征其反向恢复特性的软度因子、恢复时间及反向峰值电流等参数； 4）熟悉功率pin二极管、功率SBD及MPS在结构、工作原理的区别； 5）熟悉实际应用对各种功率二极管的性能要求。	讲 授 课堂讨论
	（2）功率双极晶体管（包括基本BJT、达林顿结构）的结构特点、工作原理及I-V特性等基本内容，以及功率晶体管导通时的基区宽变效应与开关过程中的电流集中效应、二次击穿及安全工作区（SOA）等关键问题。	1）熟悉功率双极晶体管的结构分类与特点； 2）理解功率双极晶体管的工作原理，分析截止、放大和饱和导通时的状态特征； 3）熟悉功率晶体管的由截止®放大®浅饱和®深饱和这些状态变化过程中内部的载流子分布，以及对应I-V特性曲线上工作点的变化； 4）熟悉功率双极晶体管安全工作区的构成和引起二次击穿导致器件失效的原因； 5）了解功率双极晶体管在电力电子技术领域应用的局限性。
	（3）功率MOSFET的结构特点、工作原理、I-V特性、等效电路、超结的概念及其耐压机理等基本内容，以及沟道长度调变效应、动态雪崩、安全工作区（SOA）及静电防护等关键问题。	1）熟悉功率MOSFET结构分类与特点； 2）理解功率MOSFET的工作原理，分析截止、导通和关断时的状态特征； 3）熟悉功率MOSFET的由截止®线性区®饱和区的状态变化过程，以及对应I-V特性曲线上工作点变化； 4）熟悉沟道长度调变效应对I-V特性曲线的影响、功率MOSFET与功率双极晶体管SOA的差异； 5）熟悉超结的概念及其耐压机理，以及SJMOS与VDMOS特性的差异； 6）了解功率MOSFET及其模块在电力电子技术领域的实际应用场合和热点问题。
	（4） IGBT的结构特点、工作原理I-V特性等基本内容，以及闩锁效应、电子注入增强（IE）效应、安全工作区(SOA)的构成及其失效原因等关键问题。	1）熟悉IGBT的结构分类与特点； 2）理解IGBT的工作原理，分析正向阻断、电流放大、饱和导通、关断及反向阻断时的状态特征； 3）熟悉闩锁效应、电子注入增强效应等产生原因及其对IGBT特性的影响； 4）熟悉IGBT、功率MOSFET及功率双极晶体管三者的SOA差异； 5）了解IGBT的实际应用场合及国内市场需求和热点问题。
	（5）普通晶闸管的结构特点、工作原理及I-V特性等基本内容，以及正反馈效应、两种基本的耐压结构及晶闸管常见失效原因与模式等关键问题。	1）熟悉普通晶闸管结构特点与分类； 2）理解普通晶闸管的工作原理，分析正向阻断、开通、通态、关断及反向阻断时的状态特征； 3）熟悉放大门极与短路阴极的作用及其对晶闸管开关可靠性的影响； 4）了解普通晶闸管的实际应用需求和应用中出现的失效问题。
	（6）GTO的结构特点、工作原理及I-V特性等基本内容，以及GTO的最大可关断电流的影响因素及常见失效原因等关键问题。	1）熟悉GTO结构特点与分类； 2）理解GTO的工作原理，分析正向阻断、开通、通态、关断及反向阻断时的状态特征； 3）熟悉GTO的门-阴极图形，阴极指条尺寸对最大可关断电流的影响及其结构的设计方法； 4）分析门极驱动信号对其关断特性影响； 5）了解GTO实际应用需求和应用局限性。
	（7）IGCT的结构特点、工作原理及I-V特性等基本内容，以及GCT内部的换流机理及其与GTO开关特性的差异等关键问题。	1）熟悉IGCT结构分类与特点，以及透明阳极、场阻止层、硬驱动技术等概念。 2）理解IGCT的工作原理及换流机理，分析正向阻断、开通、通态、关断及反向阻断时的状态特征； 3）对比分析IGCT和GTO开关换流机理及门极驱动信号对其关断特性的影响； 4）了解IGCT的应用前景及应用中关键的问题，研究热点和发展动态。
	（8）MCT的结构特点、工作原理及I-V特性等基本内容，以及MCT开关过程的换流机理及其与高压IGBT的性能差异等关键问题。	1）熟悉MCT结构分类与特点； 2）理解MCT的工作原理，分析正向阻断、开通、通态、关断时的状态特征； 3）对比分析MCT和IGBT结构和工作原理的差异； 4）了解MCT的应用前景及应用中关键的问题，研究热点和发展动态。
	（9）共性技术，分析器件之间的相互关系。	分析各种器件结构之间的相互联系、工作原理和驱动信号的差异、I-V特性区别。
3 能够利用电力半导体器件的原理，分析影响器件阻断特性、导通特性及开关特性的关键结构参数及其相互之间的制约关系；根据实际需求确定器件的耐压结构和结终端结构，进行电力半导体器件的结构设计，并在设计中体现创新意识。	（1）功率二极管的静、动态特性及其影响因素，耐压结构与设计方法	1）熟悉功率二极管的正向压降、击穿电压及反向恢复时间、软度等特性参数与各结构参数之间的影响关系； 2）熟悉耐压结构和击穿电压计算方法。	讲 授 课堂讨论
	（2）功率双极晶体管的静、动态特性及其影响因素，耐压结构与设计方法	1）熟悉功率双极晶体管静、动态特性及其影响因素； 2）熟悉功率双极晶体管的耐压结构，以及BVCEO和BVCBO的计算方法。
	（3）功率MOSFET的静、动态特性，耐压结构与设计方法	1）熟悉功率MOSFET的静、动态特性以及影响导通电阻和击穿电压的主要因素； 2）熟悉VDMOS结构设计方法。
	（4）IGBT的静、动态特性及其影响因素，耐压结构与设计方法	1）熟悉IGBT静、动态特性及其影响因素； 2）熟悉穿通型、非穿通型及场阻止IGBT耐压结构在阻断状态下的电场强度分布； 3）熟悉IGBT三种耐压结构的设计方法。
	（5）晶闸管的静、动态特性及其影响因素，耐压结构与设计方法	1）熟悉普通晶闸管的静、动态特性及其影响因素； 2）熟悉穿通型与非穿通型晶闸管的两种耐压结构及其在阻断状态下的电场强度分布； 3）熟悉晶闸管两种耐压结构的设计方法。
	（6）GTO的静、动态特性及其影响因素，横向结构设计	1）熟悉GTO的动态特性以及阴极指条对其最大可关断电流的影响； 2）熟悉GTO横向结构的设计方法。
	（7）IGCT的静、动态特性及其影响因素	1）熟悉GCT的动态特性及其影响因素； 2）熟悉GCT FS型耐压结构的设计方法。
	（8）MCT的静、动态特性及其影响因素	1）熟悉MCT的动态特性及其影响因素; 2）熟悉MCT与高压IGBT的特性区别。
	（9）结终端结构分类、特点及其适用范围；平面终端和台面终端的耐压机理及其特性影响因素；结终端结构的设计准则	1）熟悉电力半导体器件结终端结构分类、特点及其适用范围； 2）理解并分析平面终端和台面终端的耐压机理； 3）分析影响平面终端（如场限制环、场板、横向变掺杂、结终端延伸及其复合技术）特性的关键因素； 4）分析影响台面终端（斜角、沟槽腐蚀）特性关键因素； 5）熟悉结终端结构的设计准则。
4能够利用器件结构与工艺原理知识，分析各种电力半导体器件制造的工艺流程和关键工艺方法，并在工艺方案设计中体现成本与性能折衷的经济决策思想。	（1）各种功率二极管的掺杂分布及制作工艺	1）熟悉扩散、外延等各种功率pin二极管的掺杂分布； 2）功率SBD、MPS的制造工艺流程。	讲 授 课堂讨论
	（2）各种功率双极晶体管结构的掺杂分布及制作工艺	1）熟悉扩散功率双极晶体管和外延功率双极晶体管的掺杂分布； 2）分析功率双极晶体管的制造工艺流程。
	（3）各种功率MOSFET及超结的制作工艺	1）熟悉VDMOS、VUMOS芯片制作的工艺流程； 2）了解超结MOSFET的关键制作工艺。
	（4）各种IGBT的制作工艺流程及成本	1）熟悉PT-IGBT、NPT及FS型IGBT芯片制作的工艺流程； 2）了解各种IGBT芯片制作的工艺成本；
	（5）各种晶闸管结构的掺杂分布及制作工艺	1）熟悉对称晶闸管和非对称晶体管的掺杂分布； 2）分析对称晶闸管和非对称晶体管的制造工艺流程；
	（6）各种GTO结构的制作工艺流程及关键工艺	了解对称GTO、阳极短路GTO和逆导GTO的制造工艺流程及关键工艺；
	（7）各种IGCT管芯制作工艺流程及其封装方法	熟悉非对称GCT、逆导GCT的管芯制造工艺流程及工艺难点。
	（8）各种MCT的制作工艺方法	熟悉MCT管芯制造的工艺方法及其工艺流程。
	（9）双极型器件的少子寿命控制技术原理、工艺方法，以及各种功率器件的封装结构与工艺	1）熟悉均匀少子寿命控制（如掺金、掺铂、电子辐照等）的技术原理和工艺方法； 2）熟悉局部寿命控制（如质子辐照、H+辐照等）的技术原理和工艺方法； 3）分析均匀寿命控制和局部少子寿命控制对器件特性的影响； 4）|熟悉各种少子寿命控制技术的优、缺点及其适用范围； 5）了解各种功率器件的封装结构与工艺。
	（10）讲解各类结终端结构制作的工艺实现方法	熟悉各种结终端制作工艺的优、缺点及其适用范围。

（二）知识结构关系图

（三）具体教学内容与学习要求

1．绪论（2学时）

（1）教学内容

简要介绍本课程的教学任务、性质、学习方法及培养目标和对毕业要求的支撑情况，主要阐述电力半导体器件的概念、分类、构成、特点、应用及其发展概况。

（2）作业及学习要求

作业与思考题：阅读参考教材第一章绪论，完成思考题；

学习要求：

⟡  熟悉电力半导体器件的概念、分类及其特点；

⟡  理解复合型器件的构成原理及其与单极型、双极性器件的不同；

⟡  了解电力半导体器件的应用领域及其不同器件的应用场合，以及电力半导体器件在电力电子技术领域中的重要地位；

⟡  通过查阅文献，进一步了解电力半导体器件的应用领域及其在节能、环保方面的重要作用。

2．功率二极管（4学时）

（1）教学内容

主要讲解功率二极管（包括扩散功率二极管、外延功率二极管和功率肖特基二极管）的结构特点、制作工艺、工作原理、静动态特性以及设计方法等基本内容。重点讲解普通功率二极管的导通时的电导调制效应、反向恢复机理及其对关键特性参数的影响等关键问题。

（2）作业及学习要求

作业：习题与思考题1、2、3、5

学习要求：

⟡  熟悉功率二极管的结构分类与特点；

⟡  理解并分析功率二极管的工作原理，以及截止、正向导通和反向恢复时的状态特征；

⟡  熟悉正向压降、击穿电压及反向恢复时间与结构参数之间的影响关系，以及两种耐压结构和击穿电压的计算方法；

⟡  熟悉各种功率二极管的掺杂分布、制造工艺流程和方法；

⟡  熟悉快速、软恢复的机理及表征反向恢复特性的软度因子、恢复时间及反向峰值电流等参数；

⟡  理解并分析功率pin与功率肖特基二极管及MPS的在结构和工作原理、特性上的区别；

⟡  了解各种功率二极管的特点及其应用场合，以及实际应用对功率二极管的性能要求，能合理选用功率二极管。

3．功率双极晶体管（4学时）

（1）教学内容

主要讲解功率双极晶体管（包括基本BJT、达林顿结构及模块）的结构特点、制作工艺、工作原理、静动态特性以及安全工作区（SOA）等基本内容。重点讲解普通功率晶体管的工作原理、载流子输运机理，基区宽变效应、电流集中效应，二次击穿以及I-V特性曲线等关键问题。

（2）作业及学习要求

作业：习题与思考题3、4、5

学习要求：

⟡  熟悉功率双极晶体管的结构分类与特点；

⟡  理解并分析功率双极晶体管的基本结构和工作原理，以及截止、放大和饱和导通时的状态特征；

⟡  熟悉功率晶体管的由截止®放大®浅饱和®深饱和®浅饱和®放大®截止这些状态变化过程；

⟡  熟悉功率双极晶体管安全工作区（SOA）的构成和引起二次击穿导致器件失效的原因；

⟡  熟悉扩散功率双极晶体管和外延功率双极晶体管的制造工艺流程；

⟡  熟悉功率双极晶体管的耐压结构，以及BVCEO和BVCBO的计算方法；

⟡  了解功率双极晶体管的优、缺点以及在电力电子技术领域的实际应用中的局限性。

4．功率场效应晶体管（功率MOSFET）（8学时）

（1）教学内容

主要讲解功率MOSFET的结构特点、制作工艺、工作原理、静动态特性以及安全工作区（SOA）、设计方法等基本内容。重点讲解功率MOSFET的由截止®放大®饱和这些状态的变化过程，分析沟道长度调变效应以及对应I-V特性曲线变化、动态雪崩、安全工作区（SOA）及静电防护等关键问题。

（2）作业及学习要求

作业：习题与思考题8、12、13

学习要求：

⟡  熟悉功率MOSFET的结构分类与特点；

⟡  理解并分析功率MOSFET的基本结构和工作原理，以及截止、导通和关断时的状态特征；

⟡  理解功率MOSFET的由截止®放大®饱和这些状态变化过程，以及I-V特性曲线上工作点变化；

⟡  熟悉普通功率MOSFET和超结功率MOSFET的制造工艺流程；

⟡  对比分析功率MOSFET的安全工作区（SOA）与功率双极晶体管SOA的差异；

⟡  熟悉影响VDMOS导通电阻和击穿电压的主要因素，及VDMOS结构设计的方法；

⟡  熟悉超结的概念及其耐压机理，能合理使用和选择功率MOSFET，

⟡  了解功率MOSFET的研究热点和动态及其模块在电力电子技术领域的实际应用场合；

5. 绝缘栅双极晶体管IGBT（10学时）

   （1）教学内容

主要讲解IGBT的结构特点、制作工艺、工作原理、静动态特性以及安全工作区（SOA）、设计方法等基本内容，重点讲解IGBT的闩锁效应、电子注入增强（IE）效应等关键知识，分析SOA构成及其失效原因。

（2）作业及学习要求

作业：习题与思考题3、6、7、8、12

学习要求：

⟡  熟悉IGBT的结构分类与特点；

⟡  理解并分析IGBT的工作原理，以及正向阻断、电流放大、饱和导通、关断及反向阻断时的状态特征；

⟡  分析闩锁效应、电子注入增强（IE）效应等的产生原因及其对IGBT特性的影响；

⟡  熟悉穿通型IGBT、非穿通型IGBT及场阻止IGBT在阻断状态下的电场强度分布及这三种耐压结构的设计方法；

⟡  分析穿通型IGBT、非穿通型IGBT及场阻止型IGBT的制造工艺流程；

⟡  对比分析IGBT的安全工作区、功率MOSFET及功率双极晶体管三者SOA的差异；

⟡  了解IGBT的实际应用场合及国内市场需求。

6. 普通晶闸管（10学时）

（1）教学内容

主要讲解普通晶闸管的结构特点、制作工艺、工作原理、静动态特性以及设计方法等基本内容，重点讲解晶闸管导通时的正反馈效应，分析两种耐压结构和设计方法，以及晶闸管常见失效的原因与模式。

（2）作业及学习要求

作业：习题与思考题2、4、5、6

学习要求：

⟡  熟悉普通晶闸管结构特点与分类；

⟡  理解并分析普通晶闸管的基本结构和工作原理，以及正向阻断、开通、通态、关断及反向阻断时的状态特征；

⟡  熟悉普通晶闸管穿通型与非穿通型两种耐压结构在阻断状态下的电场强度分布及其结构的设计方法；

⟡  分析对称晶闸管和非对称晶体管的制造工艺流程；

⟡  分析阻断电压和通态压降的影响因素；

⟡  了解普通晶闸管的实际应用需求和应用中出现的失效问题。

7. 门极可关断晶闸管（GTO）（6学时）

（1）教学内容

主要讲解GTO的结构特点、制作工艺、工作原理、静动态特性以及设计方法等基本内容，分析GTO的最大可关断电流的影响因素及常见的失效原因。

（2）作业及学习要求

作业：习题与思考题1、2、3、4、5

学习要求：

⟡  熟悉GTO结构特点与分类；

⟡  理解并分析GTO的基本结构和工作原理，以及正向阻断、开通、通态、关断及反向阻断时的状态特征；

⟡  熟悉GTO的门-阴极图形，阴极指条尺寸对最大可关断电流的影响及其结构的设计方法；

⟡  分析对称GTO和逆导GTO的制造工艺流程；

⟡  分析门极驱动信号对GTO关断特性的影响；

⟡  了解GTO的实际应用需求和应用中的局限性。

8. 集成门极换流晶闸管IGCT（4学时）

（1）教学内容

主要讲解IGCT的结构分类与特点、制作工艺、工作原理、静动态特性以及设计考虑等基本内容；重点讲解GCT内部的换流机理及特性曲线变化。

（2）学习要求

作业：习题与思考题1、2

学习要求：

⟡  熟悉IGCT结构分类与特点，熟悉透明阳极、场阻止层、硬驱动技术等概念。

⟡  理解并分析IGCT的基本结构和工作原理及换流机理，以及正向阻断、开通、通态、关断及反向阻断时的状态特征；

⟡  对比分析IGCT和GTO开关换流机理的异同，以及门极驱动信号对其关断特性的影响；

⟡  分析IGCT的结构特点及其管芯制造工艺方法；

⟡  通过文献资料，了解IGCT的应用前景和发展动态。

9. MOS控制晶闸管MCT（2学时）

（1）教学内容

主要讲解MCT的结构分类与特点、制作工艺、工作原理、静动态特性以及设计考虑等基本内容；重点讲解MCT开关过程的换流机理及其与高压IGBT的性能差异。

（2）学习要求

作业：习题与思考题2、4

学习要求：

⟡  熟悉MCT结构分类与特点；

⟡  理解MCT的工作原理，以及正向阻断、开通、通态、关断及反向阻断时的状态特征；

⟡  对比分析MCT和IGBT结构和特性的差异；

⟡  分析MCT的结构特点及其管芯制造工艺方法；

⟡  过文献资料，了解MCT的应用前景及应用中关键的问题，研究热点和发展动态。

10. 电力半导体器件的共性技术及总结（6学时）

（1）教学内容

主要讲解电力半导体器件在设计、制造过程中的共性技术问题，包括结终端技术和少子寿命控制技术的原理及其设计方法。对课程进行总结，分析各器件结构间的相互联系、工作原理及特性的差异。

（2）作业及学习要求

作业：习题与思考题2、4

学习要求：

⟡  熟悉电力半导体器件的终端结构分类与特点；

⟡  理解平面终端和台面终端的耐压机理，分析平面终端和台面终端的特点及其适用范围；

⟡  熟悉平面终端（包括场限制环、场板、横向变掺杂、结终端延伸及其复合技术）和台面终端（包括斜角和沟槽腐蚀等）结构的设计准则及其工艺方法；

⟡  熟悉均匀少子寿命（包括掺金、掺铂、电子辐照等）和局部寿命控制（包括质子辐照、H+辐照等）技术原理和工艺方法。

⟡  分析均匀寿命控制和局部少子寿命控制对器件特性的影响；

⟡  熟悉结终端结构和少子寿命控制技术的适用范围；了解各类技术在实际应用中的优、缺点及发展动态。

⟡  总结、分析各种器件结构间的相互联系、工作原理及特性的差异。

五、考核及成绩评定

课程考核(考试和考查结合)应以考核学生能力培养目标的达成为主要目的。以检查学生对各知识点的熟悉情况为主要内容。能力目标达成评价与考核总成绩中，平时成绩占30%，平时成绩包括作业15%，课堂测验15%，期末成绩占70%。期终考试为闭卷形式，考试的主要内容涵盖所有章节内容，采用的题型有填空，分析，计算，简答，综合应用等。

六 考核与评价标准

教学目标	基本要求	评价标准					成绩 比例(%)
		100-90分	89-80分	79-70分	69-60分	59-0分
1 基本概念理解	熟悉电力半导体器件的概念、分类、结构特征、发展动态及其应用领域；能够运用单极型器件和双极型器件的基础知识，理解复合型器件的构成思想及其与单极型、双极型器件的主要区别；能正确理解电力半导体器件领域复杂工程问题。	准确理解基本概念，并能正确地用于分析相关问题	较准确理解基本概念，并能较好地用于分析相关问题	理解基本概念，并能用于分析相关问题	基本理解基本概念，并基本上能用于分析相关问题	对基本概念不理解，用于分析相关问题有困难	20~25
2 原理特性分析	能够利用所学的基本知识和基本原理，分析各种不同电力半导体器件的结构特点、工作原理、I-V特性、等效电路及特殊物理效应等；通过综合分析，能够正确表达电力半导体器件领域复杂工程问题的解决方案，并认识到解决方案的多样性。	很熟悉器件原理和分析方法，并能正确用于比较分析和综合评判解决方案	熟悉器件原理和分析方法，并能较好地用于比较分析和综合评判解决方案	较熟悉器件原理和分析方法，并能用于比较分析和综合评判解决方案	基本熟悉器件原理和分析方法，并基本上能用于比较分析和综合评判解决方案	对器件原理和分析方法不熟悉，用于比较分析和综合评判解决方案有困难	35~45
3 器件设计	能够利用电力半导体器件的原理，分析影响器件阻断特性、导通特性及开关特性的关键结构参数及其相互之间的制约关系；根据实际需求确定器件的耐压结构和结终端结构，进行电力半导体器件的结构设计，并在设计中体现创新意识。	很熟悉影响器件各项特性的结构参数及其之间制约关系，并能正确用于进行器件结构设计	熟悉影响器件各项特性的结构参数及其之间制约关系，并能较好地用于进行器件结构设计	较熟悉影响器件各项特性的结构参数及其之间制约关系，并能用于进行器件结构设计	基本熟悉影响器件各项特性的结构参数及其之间制约关系，并基本上能用于进行器件结构设计	对影响器件各项特性的结构参数及其之间制约关系不熟悉，用于进行器件结构设计有困难	15~20
4 工艺分析	能够利用器件结构与工艺原理知识，分析各种电力半导体器件制造的工艺流程和关键工艺方法，并在工艺方案设计中体现成本与性能折衷的经济决策思想。	准确理解器件制造工艺及分析方法，并在工艺方案设计中能很好地体现成本与性能折衷的经济决策思想	较准确理解器件制造工艺及分析方法，并在工艺方案设计中能较好地体现成本与性能折衷的经济决策思想	能理解器件制造工艺及分析方法，并在工艺方案设计中能体现成本与性能折衷的经济决策思想	基本理解器件制造工艺及分析方法，并在工艺方案设计中基本上能体现成本与性能折衷的经济决策思想	对器件制造工艺及分析方法不理解，并在工艺方案设计中不能成本与性能折衷的经济决策思想	10~15

七、课程的评价与持续改进机制

课程考核结束后，任课教师将会对本教学目标的达成度进行相应的评价。主要根据学生的课程考试试卷、随堂测验情况、平时作业和课堂表现进行直接评价，根据问卷调查和学生评教意见进行间接评价。并对课程教学目标达成度评价进行审核。教师应根据达成度分析结果，改进相应教学方法、内容、考核等环节，以便学生更好地达到毕业要求的能力。

教师也要根据听课检查情况、在答疑和批改作业、试卷等过程中发现的问题进行自评和及时总结，并加以改进。

本课程为电子科学与技术专业的专业必修课，教学内容应随着学科的不断发展进行必要调整。

八、教学进程（详见授课日历）

九、教材及参考书

1.《电力电子新器件及其制造技术》，王彩琳编著. 北京：机械工业出版社，2015

2.《Semiconductor Power Devices Physics, Characteristics, Reliability》, Lutz, J., Schlangenotto, H., Scheuermann, U., De Doncker, R. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011//（中译本）《功率半导体器件—原理、特性及可靠性》，卞抗，杨莺，刘静等译. 北京：机械工业出版社，2013

3.《Power Semiconductor Device Theory and Application》，Benda V, Gower J, Grant D A. England, Johy willey & Sons, 1999//（中译本）《功率半导体器件—理论及应用》，吴郁，张万荣，刘兴明译. 北京：化学工业出版社，2005

4.《The IGBT Device Physics, Design and Applications of the Insulated Gate Bipolar Transistor》，Baliga B. J. Springer, 2015//（中译本）《IGBT器件—物理、设计及应用》，韩雁、丁扣宝、张世峰等译，北京：机械工业出版社出版，2018

5.《Fundamentals of Power Semiconductor Devices》，Baliga B. J. Springer, 2008

6.《电力电子器件原理与设计》，杨晶琦. 北京：国防工业出版社, 1999

7.《绝缘栅双极晶体管（IGBT）设计与工艺》，赵善麒，高勇，王彩琳. 北京：机械工业出版社，2018

8.《电力半导体器件原理与应用》，袁立强, 赵争鸣, 宋高升等. 北京：机械工业出版社，2011

十、执行大纲应注意的问题

1. 教学中应注重基本知识、基本理论和基本方法的讲授，注意精讲多练。

2. 布置足够的课外阅读和作业，精讲多练，鼓励自学和讨论。

3. 大纲内章节的顺序和内容的安排仅供参考，教师可根据情况作适当的变动。