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基于体相AlN衬底的耐压超过2.7 kV、Baliga优值超过400 MW/cm²的Al₀.₆₅Ga₀.₃₅N沟道HEMT
>2.7 kV Al0.65Ga0.35N Channel HEMT on bulk AlN substrate with >400MW/cm2 Baliga Figure of Merit
Khush Gohel · Swarnav Mukhopadhyay · Rajnin Imran Roya · Surjava Sanyal 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月
由于具有出色的临界电场（>10 MV/cm），富铝的铝镓氮（AlGaN）已成为高压电力电子领域一种颇具前景的材料。在本研究中，我们展示了采用钝化和场板技术的高压 Al₀.₆₅Ga₀.₃₅N 沟道晶体管。对于击穿电压大于 2.7 kV 的情况，采用与栅极焊盘相连和与源极焊盘相连的场板，Al₀.₆₅Ga₀.₃₅N 沟道高电子迁移率晶体管（HEMT）实现了接近 400 MW/cm² 的高巴利加品质因数（BFOM）。此外，我们还报道了非钝化的 Al₀.₆₅Ga₀.₃₅N 沟道 HEMT，其击穿电压大于 ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于高铝组分AlGaN沟道的超高压功率器件技术具有重要的战略价值。该研究展示的Al0.65Ga0.35N HEMT器件实现了超过2.7 kV的击穿电压和高达569 MW/cm²的Baliga品质因数，这一性能指标显著优于现有主流的硅基和碳化硅功率器件，为我们在高压大功率...
基于GaN的单级并网三相光伏逆变器的设计与验证
Design and Verification of a GaN-Based, Single Stage, Grid-Connected Three-Phase PV Inverter
Orkhan Karimzada · Giulio De Donato · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本研究开发了一款基于氮化镓（GaN）的三相光伏逆变器，旨在验证GaN技术在光伏应用中的可行性、可靠性及效率表现。研究系统探讨了GaN场效应管（FETs）在提升光伏系统效率与功率密度方面的优势，并提出了一种极具潜力的逆变器拓扑结构。
解读: GaN作为宽禁带半导体，是实现阳光电源下一代高功率密度光伏逆变器（如组串式逆变器）的关键技术路径。通过引入GaN器件，可显著降低开关损耗，提升系统转换效率，并减小磁性元件体积，从而优化产品重量与安装便捷性。建议研发团队关注GaN在单级变换拓扑中的驱动电路设计与EMI抑制方案，以加速其在户用及工商业光...
功率场效应管硬开关损耗：输出电容的作用
Hard-Switching Losses in Power FETs: The Role of Output Capacitance
Nirmana Perera · Armin Jafari · Reza Soleimanzadeh · Nicolas Bollier 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文探讨了软开关操作中场效应管（FET）输出电容（Coss）的大信号行为与数据手册标称值的偏差。这种偏差会显著影响硬开关损耗，特别是在输出电荷量与电压关系不一致时。此外，文章指出标准硬开关测试方法在评估此类损耗时存在局限性。
解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品线（如PowerTitan储能系统及组串式逆变器）至关重要。随着SiC和GaN等宽禁带半导体在PCS及逆变器中的广泛应用，准确评估Coss对硬开关损耗的影响，能有效提升系统转换效率并优化热设计。建议研发团队在功率模块选型及驱动电路设计中，摒弃仅依赖数据手册静态参数的习...
一种用于优化宽禁带半导体场效应管瞬态和色散行为预测的自动化模型调优程序
An Automated Model Tuning Procedure for Optimizing Prediction of Transient and Dispersive Behavior in Wide Bandgap Semiconductor FETs
Andrew J. Sellers · Michael R. Hontz · Raghav Khanna · Andrew N. Lemmon 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种自动化程序，用于开发能够捕捉下一代电力电子应用中高频效应的宽禁带半导体器件模型。该研究采用无导数全局优化算法，自主建模功率半导体器件的静态和动态行为，为高频电力电子系统的精确仿真提供了有效手段。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件，高频开关带来的瞬态效应和电磁干扰成为提升功率密度的瓶颈。该自动化建模方法可显著缩短器件驱动电路的设计周期，提升仿真精度，从而优化逆变器和PCS的效率...
基于单晶GaN衬底的p型场效应晶体管的首次实验实现
First Experimental Realization of a p-FET Based on Single Crystal GaN Substrate
Xu Liu · Shengrui Xu · Huake Su · Hongchang Tao 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年10月
在本研究中，我们首次报道了在单晶氮化镓（GaN）衬底上制备的 p 型沟道场效应晶体管（p-FET）。GaN 衬底上的 p-GaN/u-GaN/AlN/AlGaN 结构展现出优异的晶体质量和界面特性。由于穿线位错（TDs）的减少，氮空位显著降低，空穴补偿减少。基于 GaN 衬底的 p-FET 结构具有更高的面空穴密度。此外，陡峭的界面降低了界面粗糙度散射，保证了迁移率不会下降。基于 GaN 衬底的 p-FET 因更低的薄层电阻率而具有更高的性能。具体而言，与蓝宝石衬底上的 p-FET 相比，GaN...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于单晶GaN衬底的p型场效应晶体管技术具有重要的战略价值。该技术通过在GaN衬底上构建p-FET结构，使饱和电流提升7倍，这对我们的核心产品——光伏逆变器和储能变流器的功率器件性能提升具有突破性意义。 在应用价值层面，GaN功率器件的双向导通能力一直受限于p型沟道性...
氮化镓场效应管功率变换器开关损耗的时频域表征
Time- and Frequency-Domain Characterization of Switching Losses in GaN FETs Power Converters
Marco A. Azpurua · Marc Pous · Ferran Silva · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
本文提出了一种用于表征氮化镓（GaN）场效应管在电力电子应用（特别是DC-DC变换器）中开关损耗的时频域分析方法。传统方法主要通过时域内瞬时电压电流乘积的积分来测量开关损耗，而本文通过引入时频分析技术，更精确地评估了高频开关条件下的损耗特性。
解读: GaN作为宽禁带半导体，是实现高功率密度和高效率的关键。阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中，正逐步探索GaN器件的应用以提升转换效率并减小体积。该研究提出的时频域表征方法，有助于研发团队更精准地评估GaN器件在复杂工况下的损耗，优化高频驱动电路设计，从而提升产品在轻载效率和热管理方面的竞争...
一种具有10GHz路径点速率的GaN FET任意波形栅极驱动器全定制设计
Full Custom Design of an Arbitrary Waveform Gate Driver With 10-GHz Waypoint Rates for GaN FETs
Dawei Liu · Harry C. P. Dymond · Simon J. Hollis · Jianjing Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
本文介绍了一种用于GaN FET的数字可编程任意波形栅极驱动器。通过主动栅极驱动技术，该驱动器能够精确塑造功率器件的开关轨迹，从而在不牺牲效率的前提下有效抑制电磁干扰（EMI）。该设计实现了10GHz的路径点速率，为高频电力电子应用提供了极高的控制精度。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和户用储能产品中对功率密度和效率要求的不断提升，GaN器件的应用前景广阔。该研究提出的高频任意波形驱动技术，能够显著优化GaN器件的开关过程，有效解决高频化带来的EMI难题。建议研发团队关注该技术在下一代高频紧凑型逆变器及微型逆变器中的应用，通过精细化的栅极驱动策略，进一步...
场效应管的Coss损耗正切：高频软开关损耗的推广
Coss Loss Tangent of Field-Effect Transistors: Generalizing High-Frequency Soft-Switching Losses
Nirmana Perera · Mohammad Samizadeh Nikoo · Armin Jafari · Luca Nela 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
在MHz级功率变换器中，晶体管输出电容（Coss）谐振充放电引起的耗散能量（Ediss）已成为主要损耗因素。本文引入了一种小信号测量方法，通过频率相关的小信号电阻Rs和有效小信号输出电容来量化Ediss，为高频软开关电路的损耗分析提供了通用模型。
解读: 该研究对于阳光电源在高频化、高功率密度产品设计中至关重要。随着组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS向更高开关频率演进，SiC/GaN等宽禁带半导体应用日益广泛，Coss损耗成为制约效率提升的关键瓶颈。本文提出的损耗量化模型可指导研发团队在电路仿真阶段更精确地评估功率模块损耗，优化软开关控...
一种用于GaN FET的6.7-GHz有源栅极驱动器，旨在抑制过冲、振铃和EMI
A 6.7-GHz Active Gate Driver for GaN FETs to Combat Overshoot, Ringing, and EMI
Harry C. P. Dymond · Jianjing Wang · Dawei Liu · Jeremy J. O. Dalton 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
有源栅极驱动技术在Si和SiC功率变换器中已证明能有效优化开关波形。然而，针对亚10ns开关瞬态的GaN器件，现有变参数驱动技术多局限于单次调整。本文提出了一种新型栅极驱动器，通过高频有源控制进一步提升GaN器件在高速开关过程中的EMI抑制能力及波形质量。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对功率密度要求的不断提高，GaN器件的应用已成为提升效率的关键。该文献提出的高频有源栅极驱动技术，能够有效解决GaN器件在高速开关过程中带来的电磁干扰（EMI）和电压振铃问题，这对于优化阳光电源新一代高频化、小型化逆变器及充电桩产品的PCB布局与电磁兼容...
具有负栅极电压的GaN DC-DC降压变换器中的自举电压与死区时间行为
Bootstrap Voltage and Dead Time Behavior in GaN DC–DC Buck Converter With a Negative Gate Voltage
Philipp Marc Roschatt · Stephen Pickering · Richard A. McMahon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年10月
针对氮化镓（GaN）增强型FET阈值电压较低的问题，本文提出了一种在低侧FET上施加负栅极偏置电压的驱动方案，以提升dV/dt抗扰度。研究指出，该方案会导致死区时间内的电压降显著增加，进而可能引发自举电容过充，对变换器的可靠性产生影响。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack）中对高功率密度和高效率的需求日益增长，GaN器件的应用成为提升系统性能的关键。本文研究的负压驱动技术能有效解决GaN在高频开关下的dV/dt误导通问题，提升系统可靠性。建议研发团队在开发下一代高频紧凑型DC-DC变换器时，重点评估该...
60V pLDMOS功率器件漏端调制工程的可靠性设计与布局策略
Design and Layout Strategy in the 60-V Power pLDMOS With Drain-End Modulated Engineering of Reliability Considerations
Shen-Li Chen · Yu-Ting Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文研究了不同漏端布局对60V p沟道横向扩散金属氧化物半导体（pLDMOS）FET可靠性与电气性能的影响。通过在漏极引线中嵌入具有离散调节结构的硅控整流器（SCR），设计了“N-P-N”和“P-N-P”排列的pLDMOS，旨在有效提升器件的可靠性与性能。
解读: 该研究聚焦于中低压功率器件（pLDMOS）的漏端结构优化与可靠性提升，对阳光电源的户用光伏逆变器、电动汽车充电桩及iSolarCloud智能运维平台中的辅助电源模块具有参考价值。虽然阳光电源的核心功率器件多为SiC或IGBT，但该类LDMOS技术常用于驱动电路及控制芯片的集成。建议研发团队关注其漏端...