Runding Luo · Yuhan Duan · Tao Luo · Yifei Chang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

研究了碳化硅（SiC）垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（VDMOSFET）和沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在 $^{60}$Co $\gamma$ 射线辐照环境下的退化机制。探究了不同总电离剂量（TID）辐照后，处于不同工作状态的 SiC MOSFET 电学特性的退化情况。通过辐照后的退火实验研究了辐照过程中产生的缺陷。揭示了 TID 导致 SiC MOSFET 退化的原因，并提出了阈值电压（$V_{\text {th}}$）漂移的预测模型，且通过 TCAD 仿真进行了验...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC MOSFET在总电离剂量辐射环境下的退化机理研究具有重要的战略参考价值。SiC功率器件已成为我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品的关键元件，其可靠性直接影响系统的长期性能表现。 该研究揭示了γ射线辐射导致SiC MOSFET阈值电压漂移、导通电阻增大等退化...

Yuzhi Chen · Chi Li · Jianwei Liu · Yifan Wu 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月

在基于碳化硅的电压源换流器（VSCs）中，搭配肖特基势垒二极管（SBDs）存在权衡问题。虽然肖特基势垒二极管可降低续流损耗并减轻双极传导的不利影响，但其结电容也会导致开关损耗增加。本文提出了一种以导通电阻为设计变量、旨在提高换流器效率的肖特基势垒二极管系统选择策略。以一个采用1.2 kV金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFETs）和四组1.2 kV肖特基势垒二极管的三相电压源换流器为例进行研究。在较宽的温度范围内对MOSFET/肖特基势垒二极管对的静态和开关特性进行了测量和分析。评...

解读: 该研究对阳光电源的SiC器件应用具有重要指导意义。SBD选型优化可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率级设计，通过合理匹配SBD导通电阻，可优化系统损耗分布，提升整机效率。特别是在1500V高压系统中，优化后的SBD可有效降低续流损耗，改善热设计裕度。这对提升产品可靠性和降低散热成...

Jiaming Xie · Jinxiao Wei · Hao Feng · Binbing Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本信函提出了一种简单可靠的短路保护（SCP）方法，称为 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ - SCP，用于碳化硅（SiC）金属 - 氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），该方法通过同时监测 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 来实现。当 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 均超过各自的预设阈值时，保护功能启动，从而能够有效抵御硬开关故障（HSF）和负载下故障（FUL）。与现有方法相比，所提出的电路设计结构更简单，且不受封装类型的限制。搭建了一个测试平台来验证所提出的 $v_{g...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET短路保护技术具有重要的应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们在大功率电力电子变换器中广泛采用SiC MOSFET器件，以实现更高的效率和功率密度。然而，SiC器件的短路耐受能力较传统IGBT更弱，通常仅为3-5微秒，这对保护电路的响...

Shengheng Zhu · Linxuan Li · Tiecheng Luo · Weiqu Chen 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月

本文展示了在 4H - SiC 衬底上采用异质外延 ε - Ga₂O₃ 制备的高电流增强型（E 型）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）。这些器件具有非故意掺杂（UID）沟道和超高导电性的引出区，引出区通过选择性区域氟等离子体表面掺杂工艺实现。在引出区，实现了超过 3×10¹⁴ cm⁻² 的高面载流子浓度（ns），且迁移率达到 47.1 cm²/V·s，显著降低了寄生电阻。所制备的沟道长度（LCH）为 2 μm 的 E 型 MOSFET 表现出 209 mA/mm 的高最大漏...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC衬底的ε-Ga₂O₃异质外延MOSFET技术展现出显著的战略价值。该技术通过氟等离子体选区掺杂工艺，实现了超高导电性的接入区，有效降低了寄生电阻，使器件在2μm沟道长度下获得了209 mA/mm的高漏极电流密度和42 mS/mm的峰值跨导，这些参数对我司...

张擎昊 · 郑大勇 · 张品佳 · 中国电机工程学报 · 2025年3月 · Vol.45

碳化硅（SiC）金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）因其优异性能在工业领域广泛应用，其可靠性与结温密切相关，结温监测与控制成为研究热点。本文将该技术分为经典结温监测、考虑老化影响的监测及结温控制三类。综述了热模型法与热敏电参数法的原理与发展，分析老化对监测精度的影响及补偿必要性，并探讨内部控制与外部控制方法的优劣。最后指出当前关键问题与未来发展方向，为相关研究提供参考。

解读: 该研究对阳光电源SiC器件应用产品线具有重要指导价值。结温监测与控制技术可直接应用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和电动汽车充电桩等高功率密度产品,有助于提升SiC MOSFET的可靠性和使用寿命。特别是考虑器件老化影响的监测方法,可用于iSolarCloud平台的预测性维护,实现产品全生命...

巫以凡 · 李驰 · 徐云飞 · 郑泽东 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40

针对国产高压SiC MOSFET短路耐受能力差、缺乏精准仿真模型的问题，提出一种基于器件物理特性的行为模型，准确描述短路过程中电流、电压等外部特性。模型修正沟道电流中的电压项，并在元胞层面建模JFET区与漂移区电阻，考虑实际器件设计与工艺影响。关键参数源自器件设计环节，提升短路仿真精度并建立设计与应用间的桥梁。实验验证表明，6.5 kV/400 A器件仿真与实测结果一致性高，短路电流关键特征相对误差小于2.5%。

解读: 该SiC MOSFET短路故障建模研究对阳光电源高压产品线具有重要参考价值。特别是针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的6.5kV SiC器件应用，该模型可提升短路保护设计精度，降低器件失效风险。通过精确的物理建模和参数优化，有助于提高PowerTitan等大功率产品的可靠性设计。对于车载O...

谢佳明 · 魏金萧 · 吴彬兵 · 丰昊 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40

为提升SiC MOSFET的短路可靠性，本文测量了不同母线电压、驱动电压、驱动电阻、主回路寄生电感及栅极阈值电压下的短路电流特性，定量分析各参数对短路电流的影响，进而提出延长短路耐受时间的优化思路。这些参数直接影响短路保护电路的设计裕度。传统方法利用开尔文源极与功率源极间寄生电感的感应电压结合RC滤波实现保护，但在硬开关与负载短路工况下存在保护阈值不一致问题，易导致保护失效。为此，本文提出基于di/dt-PMOS的短路保护策略，确保了触发阈值的一致性，并通过理论推导与实验验证了该方法的有效性。

解读: 该研究对阳光电源的SiC器件应用具有重要指导意义。通过优化短路保护策略，可显著提升ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器及充电桩产品的可靠性。研究发现的参数影响规律有助于指导功率模块设计，特别是在大功率密度场景下的器件选型与驱动电路优化。基于di/dt-PMOS的保护方案可为阳光电源三电平拓扑中的S...

蒋馨玉 · 孙鹏 · 唐新灵 · 金锐 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40

为评估多芯片并联SiC MOSFET在最高结温限制下的热安全工作区（TSOA），提出一种基于芯片-模块-系统级联合电热仿真与输出电流预测模型的评估方法，有效减少仿真次数并经实验验证。采用蒙特卡罗模拟分析芯片参数分散性对TSOA的影响，发现高开关频率下主导因素为阈值电压与栅源电压极差，低频下则为导通电阻与跨导均值。进一步通过TSOA灵敏度进行多目标优化分组，实现TSOA延拓。

解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品设计具有重要指导意义。SiC MOSFET多芯片并联是SG350HX等大功率光伏逆变器和PowerTitan储能系统的关键技术,研究成果可直接指导功率模块选型与分组优化。通过TSOA评估方法可提升产品可靠性设计水平,尤其适用于高开关频率、大电流的应用场景。对于储能双向...

Hassan Irshad Bhatti · Saudi Arabia · Ganesh Mainali · Xiaohang Li · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了在多指结构的氧化镓金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）上实现微米级薄膜热电偶的单片集成技术。通过优化薄膜沉积与微加工工艺，成功将热电偶直接集成于器件表面，实现实时片上温度监测。该集成方案无需额外封装或外部传感器，显著提升器件热管理精度与响应速度。实验结果表明，集成后的热电偶具有良好的灵敏度与线性输出特性，且对MOSFET电学性能影响可忽略。该技术为高功率半导体器件的热监控提供了紧凑、可靠的解决方案。

解读: 该片上热电偶集成技术对阳光电源的功率器件应用和散热管理具有重要价值。首先可应用于SG系列高功率光伏逆变器的GaN功率模块，实现精确温度监测和过温保护。其次可用于ST系列储能变流器的功率单元散热优化，提升系统可靠性。此外,该技术也适用于大功率充电桩的温度实时监控。通过在功率器件上直接集成温度传感,可实...

Mritunjay Kumar · Vishal Khandelwal · Dhanu Chettri · Ganesh Mainali · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了一种在硅衬底上利用GaN缓冲层实现的高性能常关型Ga2O3金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）。通过引入GaN缓冲层，有效缓解了Ga2O3与硅衬底之间的晶格失配和热应力问题，显著提升了外延质量与器件耐压能力。该器件表现出优异的开关特性与高击穿电压，同时实现了增强型工作模式，适用于高功率电子应用。研究为在低成本硅衬底上集成高性能氧化镓器件提供了可行路径。

解读: 该研究开发的高击穿电压Ga2O3晶体管技术对阳光电源的功率器件升级具有重要参考价值。GaN缓冲层方案可应用于公司SG系列高功率密度光伏逆变器和ST系列储能变流器的新一代功率模块设计,有望在降低成本的同时提升器件耐压性能。特别是在1500V系统应用场景中,该技术可优化三电平拓扑的开关特性,提高系统效率...

张俊杰 · 贠明辉 · 谭亮 · 韩兴国 等5人 · 电子元件与材料 · 2025年1月 · Vol.44

针对栅极氧化层失效的无损检测对提升SiC-MOSFET可靠性具有重要意义。本文基于器件物理模型建立小信号等效电路，并转化为T形网络的频域阻抗模型，结合频域反射（FDR）技术实现寄生参数精确表征。通过高温栅偏老化实验开展阈值电压退化研究，结果表明老化导致VGS(th)正向漂移，CGS增大、CGD显著减小，CDS变化微弱。退化严重器件的频域阻抗参数谐振频率上移，Z22在100 kHz低频段阻抗明显下降，呈现出与栅氧失效强相关的特征响应。该方法无需导通器件或额外测试电路，可实现快速、无损、通用的失效检...

解读: 该SiC-MOSFET栅极氧化层无损检测技术对阳光电源产品可靠性提升具有重要价值。可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中SiC功率模块的质量筛选和在线监测,尤其适用于PowerTitan等大功率产品的预防性维护。通过FDR技术实现栅氧失效的早期预警,可有效降低高温、大电流工况下的器件失...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本信函介绍了一种基于无源导通延迟时间（$t_{d,on}$）积分器的新型非侵入式高精度中压碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在线结温（$T_j$）测量方法。与以往研究不同，所提出的基于无源$t_{d,on}$积分器的方法无需使用大栅极电阻即可实现高精度的在线$T_j$测量。此外，该方法倾向于跟踪多芯片功率模块中所有芯片的最高$T_j$。最后，在自主研发的 3.3 kV 半桥 SiC MOSFET 模块上进行的实验验证了所提方法的有效性。实验结果表明，所提方法...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于被动开通延迟时间积分器的中压SiC MOSFET结温在线测量技术具有重要的应用价值。在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中，功率器件的热管理一直是影响系统可靠性和寿命的关键因素，特别是随着3.3kV及以上中压SiC器件在1500V光伏系统和中压储能系统中的广泛应用。 ...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

结温是碳化硅（SiC）半导体热管理和健康状态监测的关键参数。为了监测结温，基于温度敏感电参数（TSEP）的方法正受到越来越多的关注。在SiC MOSFET的温度敏感电参数中，关断延迟时间在较宽的温度范围内具有良好的线性度。然而，SiC MOSFET关断延迟时间的温度灵敏度较低。在现有关断延迟时间的解决方案中，通常通过增加栅极驱动电阻来延长关断延迟时间并提高温度灵敏度，但这会影响被测器件（DUT）的开关过程并增加开关损耗。为应对这些挑战，本文提出了一种新颖的基于关断延迟时间的实时结温监测方法。该方...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET结温实时监测技术具有重要的应用价值。当前，SiC功率器件已成为我司光伏逆变器和储能变流器的核心部件，其可靠性直接影响系统的整体性能和寿命。结温监测是实现热管理优化和故障预警的关键技术基础。 该论文提出的方法巧妙地解决了传统关断延迟时间法温度灵敏度低...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

在各种应用中，需要碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在第一和第三象限工作时具有并联浪涌电流能力。在第三象限工作期间，并联SiC MOSFET中的浪涌电流分布需要进一步研究。因此，本文建立了浪涌电流范围内不同栅极偏置下SiC MOSFET的源 - 漏电阻模型，揭示了浪涌电流条件下MOS沟道路径和体二极管路径之间的电流“竞争机制”。然后研究了器件参数差异对并联SiC MOSFET中浪涌电流分布的影响。研究发现，体二极管参数的差异在不同栅极偏置下对浪涌电流分布有显著影响，而M...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的核心应用场景来看，这项关于并联SiC MOSFET第三象限浪涌电流分布的研究具有重要的工程价值。在我们的大功率逆变器和双向储能变流器中，SiC MOSFET并联使用已成为提升功率密度和效率的关键技术路径，而第三象限运行（反向导通）正是这些设备在能量回馈、制动工况和电网...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

本文设计并通过实验验证了一种在沟槽底部具有周期性接地 p 型屏蔽区（P⁺SLD）的碳化硅（SiC）沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（PGP - TMOS）。沟槽两侧存在深注入 P⁺（DP）区域，且 P⁺SLD 通过与 DP 区域周期性连接实现接地。因此，PGP - TMOS 有两种不同的示意性横截面视图。P⁺SLD 和 DP 区域共同提高了栅氧化层的鲁棒性。引入了外延电流扩展层（CSL）以改善器件性能。二维数值模拟结果表明，与具有浮动 P⁺SLD 的沟槽 MOSFET（FP - TMOS）相比，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1200V 4H-SiC沟槽MOSFET技术具有显著的战略价值。该器件通过周期性接地的沟槽底部屏蔽结构（PGP-TMOS），成功将栅极氧化层峰值电场降低50.77%，同时保持击穿电压和导通电阻基本不变，这直接契合我们在光伏逆变器和储能变流器中对功率器件高可靠性、低损耗的...

Fei Xie · Yonghao Dong · Fa Li · Jiaxing Wei 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

本文提出了一种具有阶梯中心注入（CI）区的两层导电分裂栅 MOSFET（TCSG - CIMOSFET），该器件可提高栅氧化层可靠性并降低栅 - 漏电容（$C_{gd}$）。P 型阶梯 CI 区通过降低最大氧化层电场（$E_{ox}$）来提高器件栅氧化层的可靠性。由于减小了栅 - 漏重叠区域，TCSG - CIMOSFET 的$C_{gd}$较低。此外，TCSG - CIMOSFET 采用了电导调制技术，该技术可增加沟道载流子浓度，从而降低比导通电阻（$R_{on,sp}$）。在 TCAD 仿真...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC的分栅CIMOSFET创新技术具有重要的战略价值。该技术通过引入N型埋层和阶梯式中央注入区，在器件性能上实现了多维度突破，与我司在光伏逆变器和储能变流器领域的核心需求高度契合。 在技术指标层面，该器件将栅氧化层电场强度降低50%，这直接提升了功率器件的...

Ruei-Ci Wu · Kung-Yen Lee · Pei-Chun Liao · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

本研究表明，通过设计 P 型区域、N 型结型场效应晶体管（JFET）区域和 N 型漂移区域的浓度和结构，可以调节平面金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）和无 P 柱的结势垒肖特基（JBS）二极管的电容 - 电压（C - V）曲线中突变下降对应的电压。当上部 N 型区域的浓度远高于下部 N 型区域，且宽度比下方 N 型区域的宽度窄时，MOSFET 和 JBS 的 C - V 曲线均会出现突变下降。从测量结果来看，在本研究中，当上部 N 型区域的浓度是下部 N 型区域浓度的 5 ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于4H-SiC MOSFET和JBS二极管C-V特性优化的研究具有重要的战略价值。碳化硅功率器件是光伏逆变器和储能变流器的核心组件，直接影响系统效率、功率密度和可靠性。 该研究通过精确设计P型区、N型JFET区和N型漂移区的掺杂浓度与结构，实现了对C-V曲线突降电压...

Hai Huang · Maolin Pan · Qiang Wang · Xinling Xie 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

在本研究中，在专为 p - GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）设计的商用 GaN 晶圆上展示了一款增强型（E 型）p 沟道 GaN 金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（p - MOSFET），其最大导通态电流（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于AlN插入层的增强型p沟道GaN MOSFET技术具有重要的战略意义。当前我们的光伏逆变器和储能变流器主要采用n沟道功率器件，而该技术突破为实现GaN基互补金属氧化物半导体（CMOS）架构提供了关键的p沟道器件解决方案。 该技术的核心价值在于显著改善的器件性能参数...

Limeng Shi · Hengyu Yu · Michael Jin · Jiashu Qian 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月

老化测试技术是一种成熟的筛选方法，旨在消除碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）栅极氧化物中的早期故障。尽管该技术应用广泛，但优化老化测试技术以提高其效率和可行性仍是一项重大挑战。本研究对经过老化测试后的商用1.2 kV SiC平面MOSFET的性能进行了研究，重点关注阈值电压（<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org...

解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源在产品中大量使用1.2kV SiC MOSFET作为核心功率器件。该论文针对SiC MOSFET老化筛选技术的优化研究，对提升我司产品可靠性和降低制造成本具有重要战略意义。 从业务价值角度，该研究直击SiC器件早期失效筛选的核心痛点。传统burn-...

Yan Chen · Yun Bai · Antao Wang · Leshan Qiu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月

本文研究了4H-碳化硅（SiC）MOSFET的电子辐照耦合短路（SC）特性。提出了电子辐照耦合的短路影响机制，并进一步研究了少数载流子寿命对辐照后器件短路特性的影响。采用2 MeV电子对4H-SiC MOSFET和4H-SiC晶圆进行辐照。分析了4H-SiC MOSFET静态参数的变化，并通过极限短路（LSC）测试方法研究了电子辐照耦合下4H-SiC MOSFET的短路特性。结果表明，辐照后，4H-SiC MOSFET的短路峰值电流增加了9.6%，临界短路失效时间（<inline-formula...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于4H-SiC MOSFET电子辐照耦合短路特性的研究具有重要的工程应用价值。SiC MOSFET作为我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其可靠性直接影响系统的安全运行和全生命周期成本。 该研究揭示了电子辐照对SiC器件短路承受能力的退化机制：辐照后器件短路峰...