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本書從電力電子到功率集成電路（PIC）、智能功率技術(shù)、器件等方面給電源管理和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供了一個完整的描述。本書不僅介紹了集成功率半導(dǎo)體器件，如橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（LDMOSFET）、橫向絕緣柵雙極型晶體管（LIGBT）和超結(jié)LDMOSFET的內(nèi)部物理現(xiàn)象，還對電源管理系統(tǒng)進(jìn)行了一個簡單的介紹。本書運用計算機輔助設(shè)計技術(shù)（TCAD）仿真實例講解集成功率半導(dǎo)體器件的設(shè)計，代替抽象的理論處理和令人生畏的方程，并且還探討了下一代功率器件，如氮化鎵高電子遷移率功率晶體管（GaN功率HEMT）。本書內(nèi)容有助于填補功率器件工程和電源管理系統(tǒng)之間的空白。書中包括智能PIC的一個典型的工藝流程以及很難在其他同類書中找到的技術(shù)開發(fā)組織圖，通過對本書的閱讀，可以使學(xué)生和年輕的工程師在功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域領(lǐng)先一步。

從２０世紀(jì)４０年代末晶體管的發(fā)明開始，晶體管主要沿著兩個方向，即器件的小型化以及性能改進(jìn)發(fā)展。性能改進(jìn)的關(guān)鍵參數(shù)之一是晶體管的額定功率，它的發(fā)展導(dǎo)致功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的產(chǎn)生。因為所有的電子器件都需要一個合適工作的電源和電源管理電路，功率半導(dǎo)體領(lǐng)域是過去幾十年晶體管發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。
近年來，器件小型化使得最小特征尺寸接近納米級，而目前的超大規(guī)模集成電路（ＵＬＳＩ）技術(shù)能夠把數(shù)十億個晶體管集成在一個芯片上，這在芯片供電時會產(chǎn)生嚴(yán)重的問題。此外，由于環(huán)境問題需要更高的功率效率，也給系統(tǒng)的電源管理和電源電路帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。這些和其他相關(guān)問題推動了功率半導(dǎo)體器件與技術(shù)領(lǐng)域的持續(xù)研究。
功率半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展的重點是針對高額定功率的分立功率器件。典型結(jié)構(gòu)是雙極型功率晶體管和晶閘管。由于這些器件緩慢的開關(guān)速度和較大的開關(guān)損耗，發(fā)明了快速開關(guān)器件，如垂直雙擴(kuò)散ＭＯＳ（ＶＤＭＯＳ）晶體管，而應(yīng)對較小的功率損耗，發(fā)明了絕緣柵雙極型晶體管（ＩＧＢＴ）。隨著集成電路（ＩＣ）技術(shù)應(yīng)用越來越普遍，推動了集成功率晶體管與控制ＩＣ的低成本、結(jié)構(gòu)緊湊和高性能的應(yīng)用。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，開發(fā)了橫向雙擴(kuò)散ＭＯＳ（ＬＤＭＯＳ）晶體管和橫向絕緣柵雙極型晶體管（ＬＩＧＢＴ）。這是功率ＩＣ（ＰＩＣ）技術(shù)發(fā)展的黃金時代，并開發(fā)出了不同的雙極ＣＭＯＳＤＭＯＳ（ＢＣＤ）技術(shù)。
伴隨如今發(fā)達(dá)的ＵＬＳＩ和ＰＩＣ技術(shù)，預(yù)計片上功率系統(tǒng)（ＰｏｗｅｒＳＯＣ）的發(fā)展對未來的消費和工業(yè)應(yīng)用將是一個非常有前途的方向。當(dāng)然，要實現(xiàn)這一目標(biāo)，實現(xiàn)高性能單片無源元件的各種其他技術(shù)，也需要有效的無源元件和ＩＣ集成以及有效的功耗技術(shù)。
ＰＩＣ技術(shù)的開發(fā)，無論是高性能的橫向功率晶體管還是工藝技術(shù)都是必需的。對半導(dǎo)體器件和工藝技術(shù)的高效設(shè)計，在業(yè)界常用到計算機輔助設(shè)計技術(shù)（ＴＣＡＤ）工具。市面上已經(jīng)出版了一些關(guān)于功率器件設(shè)計和工藝開發(fā)的書籍，但沒有特別關(guān)注如何利用ＴＣＡＤ工具設(shè)計和開發(fā)功率器件和ＰＩＣ的。本書目的是滿足這方面的需要，特別是剛剛進(jìn)入功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的工程師，對采用ＴＣＡＤ工具對器件和工藝進(jìn)行設(shè)計和開發(fā)提供一個快速入門的途徑。
本書采用了自上而下的方法，引領(lǐng)新的工程師進(jìn)入到該領(lǐng)域。它從基本的電力電子系統(tǒng)開始，同時介紹了功率ＩＣ，并在進(jìn)入智能功率集成電路技術(shù)之前引導(dǎo)讀者探索半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，然后解釋基本工藝和器件模擬的ＴＣＡＤ建模，并討論了具體制造過程的精確和可靠模擬結(jié)果的模型校準(zhǔn)，然后對如何利用ＴＣＡＤ工具進(jìn)行功率ＩＣ工藝開發(fā)和功率器件設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)介紹，這包括許多實際功率器件和工藝技術(shù)與工業(yè)設(shè)計有關(guān)的ＴＣＡＤ方法和過程的仿真實例。超過３００張的圖示有效地說明了功率器件和設(shè)計的關(guān)鍵概念和技術(shù)。最后，簡要介紹了ＧａＮ功率器件的ＴＣＡＤ仿真，特別是對那些具有硅技術(shù)背景的，剛開始從事這一領(lǐng)域的讀者非常有幫助。
在本書的寫作過程中，作者得到了很多人的幫助和支持。要對他們每一個人慷慨的幫助和支持表示衷心的感謝。特別要感謝ＣｒｏｓｓｌｉｇｈｔＳｏｆｔｗａｒｅ的ＭｉｃｈｅｌＬｅｓｔｒａｄｅ，在審閱和校對工作中做出了重要貢獻(xiàn)；感謝不列顛哥倫比亞大學(xué)ＭａｇｇｉｅＸｉａ和Ｄｒ．ＹｕａｎｗｅｉＤｏｎｇ教授對第７章工藝仿真和其他章節(jié)的審閱；感謝浙江大學(xué)ＧａｎｇＸｉｅ教授對第１０章關(guān)于ＧａＮ器件仿真模擬的審閱；感謝ＭｅｇａＨｅｒｔｚＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ公司首席執(zhí)行官ＲｏｂｅｒｔＴａｙｌｏｒ和ＧｒｅｅｃｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司的ＲｏｕｍｅｎＰｅｔｋｏｖ博士對第１章的審閱和建議；感謝飛兆半導(dǎo)體公司（ＵＳＡ）ＧａｒｙＤｏｌｎｙ博士和伊利諾理工大學(xué)的ＪｏｈｎＳｈｅｎ教授對全書初步審閱和建議。
最后，特別感謝Ｔａｙｌｏｒ＆Ｆｒａｎｃｉｓ的ＮｏｒａＫｏｎｏｐｋａ、ＭｉｃｈｅｌｅＳｍｉｔｈ、ＫａｔｈｒｙｎＥｖｅｒｅｔｔ、ＩｒｉｓＦａｈｒｅｒ和ＴｈｅｒｅｓａＤｅｌｆｏｒｎ專業(yè)和熱情的幫助。

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