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关于最先进1200V双沟槽SiC MOSFET短路失效机理的深入研究
An In-Depth Investigation Into Short-Circuit Failure Mechanisms of State-of-the-Art 1200 V Double Trench SiC MOSFETs
Xuan Li · Yifan Wu · Zhao Qi · Zhen Fu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文全面研究了1200V增强型双沟槽结构SiC MOSFET（RDT-MOS）的短路能力，分析了在不同直流母线电压和栅极驱动电压下的最大短路时间和能量，并深入探讨了其失效机理。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器（如SG系列组串式逆变器）和储能系统（如PowerTitan系列）中大规模应用SiC功率器件以提升功率密度和转换效率，该研究对提升产品可靠性至关重要。双沟槽SiC MOSFET的短路耐受能力直接影响逆变器在电网故障或负载短路时的保护策略。建议研发团队参考该失效机理，优化驱动电...
开关应力下SiC MOSFET阈值电压迟滞的精确评估
Accurate Evaluation of Threshold Voltage Hysteresis in SiC MOSFET Under Switching Stress
Xu Li · Xiaochuan Deng · Jingyu Huang · Xuan Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种评估SiC MOSFET在开关应力下瞬态可恢复阈值电压（Vth）漂移的新方法。该方法基于带有级联栅极驱动模块的电阻负载电路，实现了从高频双极性开关栅极偏置应力到Vth获取的快速切换，为研究SiC器件的迟滞效应提供了精确的测试手段。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度与效率的核心器件。阈值电压（Vth）的迟滞效应直接影响器件的开关损耗与长期可靠性。该研究提出的快速评估方法，有助于阳光电源在研发阶段更精准地筛选SiC器件，优化栅极驱动电路设计，从而提升逆变器和P...
通过针对性优化封装提升压接式IGBT模块的短路耐受能力
Improving Short-Circuit Withstand Capability by Targeted Optimization Package for Press-Pack IGBT Module
Renkuan Liu · Hui Li · Xiaorong Luo · Ran Yao 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文针对压接式IGBT（PP-IGBT）模块提出了一种电-热-机械（ETM）多物理场瞬态有限元模型，并设计了一种针对性优化封装（TOP）以提升其短路耐受能力（SCWC）。通过对3.3kV/50A PP-IGBT的建模与耦合关系分析，验证了该优化方案在极端工况下的可靠性提升效果。
解读: 压接式IGBT（PP-IGBT）因其高可靠性和失效短路特性，是阳光电源大功率集中式光伏逆变器及PowerTitan系列大型储能PCS的核心功率器件。本文提出的ETM多物理场耦合建模方法，能够精准评估高压大功率器件在短路故障下的热机械应力，对提升阳光电源核心产品的极端工况可靠性具有重要指导意义。建议研...
1200V沟槽型SiC MOSFET重复雪崩应力下的失效机理研究
Investigation of Failure Mechanisms of 1200 V Rated Trench SiC MOSFETs Under Repetitive Avalanche Stress
Xiaochuan Deng · Wei Huang · Xu Li · Xuan Li 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文通过实验研究了非对称沟槽（AT）和双沟槽（DT）结构碳化硅（SiC）MOSFET的重复雪崩耐受能力。研究揭示了不同结构的失效机理：AT-MOSFET主要表现为热诱导疲劳或场氧化层击穿，而DT-MOSFET则表现为电场诱导的栅氧化层退化或击穿。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS实现高功率密度和高效率的核心器件。1200V SiC器件在复杂工况下的雪崩耐受能力直接决定了系统的可靠性。本文揭示的AT与DT结构失效机理，对阳光电源在器件选型、驱动电路保护设计及功率模块封装优化具有重要指导意义。建议研发...
宽温度范围内SiC MOSFET负栅压限制的深度解析
Deep Understanding of Negative Gate Voltage Restriction for SiC MOSFETs Under Wide Temperature Range
Ximing Chen · Xuan Li · Bangbing Shi · Junmiao Xiang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文深入揭示了SiC MOSFET在宽温度范围（高达300°C）及不同栅压下的栅极可靠性问题。通过将SiC MOSFET的栅极结构拆解为N型JFET和P型沟道区域，研究了在相同制造工艺和热预算下的物理机制，为提升SiC功率器件在极端工况下的可靠性提供了理论依据。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度和效率的核心器件。该研究揭示的负栅压限制与高温可靠性机理，对阳光电源优化驱动电路设计、提升极端环境下的器件寿命预测具有重要指导意义。建议研发团队在设计高功率密度产品时，参考该研究关于栅极结构与热应力的...
非对称及双沟槽SiC MOSFET的短路能力预测与失效模式研究
Short-Circuit Capability Prediction and Failure Mode of Asymmetric and Double Trench SiC MOSFETs
Xiaochuan Deng · Xu Li · Xuan Li · Hao Zhu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文针对1200V级非对称及双沟槽结构SiC MOSFET，在单脉冲短路应力下研究了其短路能力预测方法及失效模式。通过建立短路预测模型，评估了器件在不同直流母线电压下的短路耐受时间和临界能量，为功率器件的可靠性设计提供了快速评估手段。
解读: SiC器件是阳光电源提升组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩功率密度的核心技术。该研究提出的短路能力预测模型，能够有效指导研发团队在设计阶段优化驱动保护电路，提升系统在复杂工况下的鲁棒性。针对双沟槽及非对称结构SiC MOSFET的失效机理分析，有助于阳光电源在选用高压SiC模...
非对称与双沟槽SiC MOSFET在雪崩条件下的失效模式研究
Investigation and Failure Mode of Asymmetric and Double Trench SiC mosfets Under Avalanche Conditions
Xiaochuan Deng · Hao Zhu · Xuan Li · Xing Tong 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文通过实验与有限元仿真，研究了来自两家厂商的1200V非对称及双沟槽碳化硅（SiC）MOSFET在单脉冲非钳位感性开关（UIS）应力下的表现。分析了雪崩时间随雪崩能量的变化规律，以及临界雪崩能量对温度的依赖性，揭示了其失效机理。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器及PowerTitan等储能系统中大规模应用1200V SiC MOSFET，器件的鲁棒性直接决定了系统可靠性。本文研究的UIS雪崩失效模式对逆变器在极端电网波动或短路故障下的保护策略设计具有重要指导意义。建议研发团队参考该失效机理，优化驱动电路的退饱和保护阈值，并在功...
基于电流瞬态特征的p-GaN HEMT在重复ESD应力下的在线退化感知与机理分析
Online Degradation Sensing and Mechanism Analysis for p-GaN HEMTs Under Repetitive ESD Stresses Based on Current Transient Feature
Xiangxing Jiang · Yiqiang Chen · Bo Hou · Chuan Song 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
针对p-GaN栅极增强型GaN HEMT的可靠性挑战，本文提出了一种基于电流瞬态特征的在线退化感知方法。通过追踪器件在重复静电放电（ESD）应力下的电流变化，实现了对器件退化状态的实时监测，并深入分析了其失效机理，为提升宽禁带半导体器件在电力电子系统中的可靠性提供了理论支撑。
解读: GaN作为宽禁带半导体，是阳光电源下一代高功率密度光伏逆变器和户用储能产品的关键技术储备。该研究提出的在线退化感知方法，对于提升阳光电源组串式逆变器及微型逆变器中功率模块的长期可靠性具有重要意义。建议研发团队关注该电流瞬态特征监测技术，将其集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器驱动电路中，...
基于45 μm多外延层超结柱的1200 V沟槽型场截止载流子存储半超结IGBT实验评估
Experimental Evaluation on 1200 V Trench-FS CS-SemiSJ-IGBT With 45 μm Multi-Epi SJ-Pillar
Luping Li · Qiansheng Rao · Zehong Li · Yuanzhen Yang 等12人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2026年1月 · Vol.73
本文首次实验验证两款采用45 μm多外延超结柱（SemiSJ-pillar）结构的1200 V/15 A沟槽场截止载流子存储IGBT，相较商用NDBT器件，导通压降、寄生电容及开关时间等关键参数全面优化，短路耐受时间与FOM显著提升。
解读: 该研究聚焦高压IGBT结构创新，直接支撑阳光电源组串式逆变器（如SG系列）、ST系列储能变流器及风电变流器中核心功率模块的性能升级。45 μm超结柱设计可降低Von与Esw，提升效率与热可靠性，建议在下一代高功率密度ST3.0+ PCS及SG320HX组串逆变器中开展Si-based IGBT模块替...
基于体接地耦合效应的GaN基MIS-HEMT绝缘层击穿分析
Analysis of Insulator Breakdown Induced by Body-Grounded-Coupling Effect in GaN-Based MIS-HEMT
Cheng-Hsien Lin · Chien-Hung Yeh · Po-Hsun Chen · Ting-Chang Chang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月
本研究聚焦于D模式氮化镓基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）实际运行过程中出现的异常击穿问题。测量统计结果显示，体浮空器件的击穿电压（ ${V}_{\text {BD}}\text {)}$ 达到1653 V；然而，体接地器件在1161 V时就发生了早期击穿。通过高温反向偏置（HTRB）退化机制，发现由于体接触导致沟道层能带存在差异。实验结果表明，该现象与漏致势垒降低（DIBL）相对应，导致沟道提前开启。技术计算机辅助设计（TCAD）仿真表明，与体浮空状态相比，体接地...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN基MIS-HEMT器件绝缘层击穿机理的研究具有重要的工程应用价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，正成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，直接影响系统的功率密度提升和成本优化。 该研究揭示的体接地耦合效应对我们的产品设计具有关键...
重复短路应力下p-GaN栅HEMT的短路能力与器件不稳定性研究
Study of the Short-Circuit Capability and Device Instability of p-GaN Gate HEMTs by Repetitive Short-Circuit Stress
Ning Yang · Chaowu Pan · Zhen Wu · Pengxiang Bai 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文研究了肖特基型p-GaN栅高电子迁移率晶体管（HEMT）在不同应力参数下的重复短路（SC）退化行为。首次记录并分析了器件特性的恢复动力学，揭示了其退化机制。研究发现，在重复短路应力下，器件表现出显著的阈值电压（VTH）漂移等不稳定性。
解读: GaN器件作为宽禁带半导体的代表，在阳光电源的高功率密度户用逆变器及小型化充电桩产品中具有巨大的应用潜力。本文揭示的p-GaN栅HEMT在重复短路下的退化机制及恢复动力学，对于优化阳光电源产品的驱动电路设计、短路保护策略及器件选型具有重要参考价值。建议研发团队在开发下一代高频、高效电力电子变换器时，...
肖特基p-GaN栅HEMT在UIS应力下动态导通电阻异常降低与恢复的研究
On the Abnormal Reduction and Recovery of Dynamic RON Under UIS Stress in Schottky p-GaN Gate HEMTs
Chao Liu · Xinghuan Chen · Ruize Sun · Jingxue Lai 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文研究了肖特基p-GaN栅HEMT在非钳位感性开关（UIS）应力下的动态导通电阻（RON_dyn）异常降低与恢复现象。研究发现RON_dyn的降低与UIS峰值电压呈正相关。通过Sentaurus仿真揭示了其物理机制：UIS应力期间，冲击电离产生的电子-空穴对导致了器件内部电场与载流子分布的动态变化。
解读: GaN器件作为下一代功率半导体，在阳光电源的高功率密度户用逆变器及小型化充电桩产品中具有极高的应用潜力。该研究揭示了GaN器件在极端感性开关应力下的动态特性变化，对提升阳光电源产品的可靠性设计至关重要。建议研发团队在进行高频拓扑设计时，充分考虑UIS应力对器件动态导通电阻的影响，优化驱动电路与保护策...
GaN增强型器件在UIS应力下的能量损耗分析
Analysis of Energy Loss in GaN E-Mode Devices Under UIS Stresses
Ruize Sun · Jingxue Lai · Chao Liu · Wanjun Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文分析了GaN增强型（E-mode）器件在非钳位感性开关（UIS）应力下的能量损耗（Eloss）。通过二阶电路分析及器件RS和CS串联的等效电路模型，建立了Eloss与RS及器件电流电压时间偏移Δt之间的定量关系模型。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。本文提出的UIS应力下能量损耗模型，对于评估GaN器件在极端工况下的鲁棒性具有重要参考价值。建议研发团队在设计高频功率模块时，利用该模型优化驱动电路参数，降低开关过程中的瞬态损耗，并提升系统在复杂电网环...
集成均温板的IGBT功率模块直接相变冷却技术在汽车应用中的研究
Direct Phase-Change Cooling of Vapor Chamber Integrated With IGBT Power Electronic Module for Automotive Application
Yiyi Chen · Bo Li · Xuehui Wang · Xin Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
在电动汽车领域，IGBT功率模块因功率密度提升面临严峻的散热挑战。本文提出一种集成均温板（Vapor Chamber）的直接相变冷却技术，旨在解决高热流密度下的散热瓶颈，提升功率电子模块的热可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能变流器（PCS）业务具有重要参考价值。随着PowerTitan等储能系统和充电桩向高功率密度演进，传统水冷或风冷方案可能触及散热极限。集成均温板的相变冷却技术能显著降低IGBT结温，提升模块在极端工况下的可靠性与寿命。建议研发团队关注该技术在紧凑型高压充电模块中...
超高di/dt脉冲应用中绝缘栅触发晶闸管瞬态栅极过压的电压耦合抑制技术
Voltage Coupling Enhancement for Transient Gate Overvoltage Suppression of Insulated Gate Trigger Thyristor in Ultrahigh di/dt Pulse Applications
Chao Liu · Wanjun Chen · Ruize Sun · Xiaorui Xu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种电压耦合增强（VCE）技术，用于抑制绝缘栅触发晶闸管（IGTT）在超高di/dt脉冲应用中的瞬态栅极过压。研究发现，由于IGTT内部栅阴极电容（Cgc）与公共源极电感（LC）产生的栅阴极电压耦合效应，导致栅极电压出现异常波动。该技术通过优化耦合路径，有效提升了器件在极端脉冲工况下的可靠性。
解读: 该研究聚焦于IGTT在超高di/dt脉冲工况下的栅极驱动保护，属于功率半导体器件驱动与保护的前沿技术。虽然阳光电源目前的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）主要采用IGBT或SiC MOSFET，但该技术对于提升高功率密度、高开关速度电力电子设备的可靠性具有参考价值。在未来涉及高...
一种应用于SPIC的漂移区以电子为载流子的高压“准p-LDMOS”
A High-Voltage “Quasi-p-LDMOS” Using Electrons as Carriers in Drift Region Applied for SPIC
Bo Yi · Junji Cheng · Xing Bi Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文提出了一种新型“准p-LDMOS”器件，通过引入浮空电极F将空穴电流转化为电子电流，并在漂移区利用电子作为导电载流子。结合集成低压电源与逆变器实现对电子电流的自动控制，从而优化了器件的导通电阻与击穿电压特性，提升了功率集成电路（SPIC）的性能。
解读: 该研究涉及功率半导体器件底层结构的创新，对于阳光电源的组串式逆变器及户用光伏逆变器中的驱动电路集成化具有参考价值。虽然阳光电源目前主要采用成熟的Si/SiC功率模块，但该类新型LDMOS技术在提升控制电路集成度、降低辅助电源损耗以及优化iSolarCloud智能运维平台配套的传感器接口电路方面具有潜...
一种用于SPIC的具有自偏置n-LDMOS的300V超低比导通电阻高侧p-LDMOS
A 300-V Ultra-Low-Specific On-Resistance High-Side p-LDMOS With Auto-Biased n-LDMOS for SPIC
Bo Yi · Xingbi Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文提出了一种基于三重RESURF技术、带有自偏置n-LDMOS的高侧p-LDMOS。该器件利用双载流子导通电流，显著降低了比导通电阻(Ron,sp)。仿真结果表明，该300V p-LDMOS在保持高击穿电压的同时，有效提升了导通性能，适用于智能功率集成电路(SPIC)。
解读: 该研究关注高压LDMOS器件的导通电阻优化，属于功率半导体底层技术。对于阳光电源而言，该技术主要影响户用光伏逆变器及电动汽车充电桩内部的驱动电路与辅助电源设计。通过降低驱动芯片的导通损耗，可进一步提升辅助电源的转换效率，缩小系统体积。建议研发团队关注此类高压集成工艺，以优化驱动电路的集成度与热管理性...
串联晶闸管脉冲电流分析的行为模型
A Behavioral Model for Pulse Current Analysis of Series-Connected Thyristors
Pengcheng Xing · Qingbo Wan · Jie Huang · Heng Zhang 等14人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
高功率脉冲系统常需串联多个晶闸管以承受高电压，但实现脉冲性能最优化的器件数量尚不明确。本文开发了一种串联晶闸管脉冲电流的行为模型，将器件级的电导调制与电路级的行为联系起来，为高压功率器件的串联应用提供了理论支撑。
解读: 该研究聚焦于晶闸管（Thyristor）的串联应用及脉冲特性，虽然阳光电源目前的主流产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）主要采用IGBT或SiC MOSFET等全控型功率器件，而非半控型的晶闸管，但该模型中关于“多器件串联均压与电导调制”的分析方法，对于超高压直流输电或特定高...
一种用于激光雷达发射器、具有陡峭驱动电流的单片GaN激光二极管驱动器
A Monolithic GaN Laser Diode Driver With Steep-Edge Driving Current for LiDAR Transmitters Using a 3× Self-Circulating Charge Pump
Chun-wang Zhuang · Xin Ming · Yao Qin · Lin-min Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
直接飞行时间（ToF）激光雷达广泛应用于三维传感。为实现高分辨率和长距离探测，需高峰值功率的窄光脉冲，这对激光二极管驱动器（LDD）提出了严苛要求。单片GaN集成技术因能最小化栅极驱动回路寄生参数，成为LDD设计的理想选择。
解读: 该文献探讨了基于GaN工艺的单片集成驱动技术，主要应用于激光雷达（LiDAR）领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能系统及充电桩，与激光雷达直接应用场景重合度较低，但该技术在宽禁带半导体（GaN）的高频驱动与集成化设计方面的研究，对公司未来在功率模块小型化、高频化以及下一代电动汽车充...
基于漂移阶跃恢复二极管的脉冲发生器输出脉冲过程物理建模
Physical Modeling of Output Pulse Process in Pulse Generator Based on Drift Step Recovery Diodes
Ziwen Chen · Yuxiao Yang · Zao Yang · Binghui Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
漂移阶跃恢复二极管（DSRD）是高功率、高频脉冲发生器的核心组件。现有模型多关注器件结构参数，忽略了输出电流和脉宽等电路参数的影响。本文提出了一种综合考虑器件与电路参数的物理模型，旨在优化脉冲发生器的性能设计。
解读: DSRD主要应用于超高频、超快脉冲功率领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能PCS及充电桩等主流电力电子产品线存在技术差异。目前阳光电源产品主要基于Si/SiC/GaN功率器件，DSRD的应用场景较窄。但在前沿电力电子技术储备方面，该物理建模方法论可为公司研发团队在处理高频开关瞬态过程、优化功率模块...