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储能系统技术 储能系统 GaN器件 多物理场耦合 ★ 4.0

基于磁耦合闭环控制的GaN HEMT有源栅极驱动器以抑制关断时漏源电压过冲及电磁干扰

A GaN HEMT Active Gate Driver to Combat Turn-Off Drain-Source Voltage Overshoot and EMI Based on Magnetic Coupling Closed-Loop Control

Lurenhang Wang · Yishun Yan · Mingcheng Ma · Xizhi Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

与传统的硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(Si MOSFET)相比,氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)具有更快的开关速度。在GaN HEMT的关断过程中,电流的快速下降会导致严重的漏源电压过冲和电磁干扰,这限制了其可靠性和应用场景。为解决这些问题,本文提出了一种基于磁耦合闭环控制(MCCLC)的GaN HEMT有源栅极驱动器。在MCCLC中,布置在功率回路附近的线圈能够在完全电气隔离的条件下,准确地提供功率侧的电流变化率(di/dt)反馈,这比传统方法更可靠。所提出的方法不需...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于磁耦合闭环控制的GaN HEMT有源栅极驱动技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中,GaN功率器件的应用是实现高功率密度、高效率的关键路径,但关断过程中的电压过冲和EMI问题一直制约着其在大功率场景的可靠应用。 该技术通过磁耦合方式实现di/...

功率器件技术 GaN器件 ★ 5.0

基于硅基氮化镓HEMT的D波段功率放大,实现10 V下0.67 W/mm输出

GaN-on-Si HEMT for D-Band Power Amplification Demonstrating 0.67 W/mm at 10 V

作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年7月

本快报报道了一款硅基氮化镓(GaN-on-Si)高电子迁移率晶体管(HEMT)在D波段的功率放大情况。一款栅长(${L}_{g}$)为140纳米的硅基氮化铝/氮化镓/氮化铝镓(AlN/GaN/AlGaN)金属 - 绝缘体 - 半导体(MIS) - HEMT实现了最大漏极电流(${I}_{\textit {dmax}}$)为2.0安/毫米、最大跨导(${g}_{\textit {mmax}}$)为0.65西/毫米,以及截止频率(${f}_{T}$)/最高振荡频率(${f}_{\textit {ma...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项GaN-on-Si HEMT在D波段功率放大领域的突破具有重要的技术参考价值,尽管其直接应用场景与公司当前主营业务存在差异。 该研究展示的GaN-on-Si技术在123 GHz频段实现0.67 W/mm的功率密度,主要面向6G通信等sub-THz应用。对于阳光电源而言...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 4.0

肖特基型p-GaN栅HEMT中负栅极偏置引起的动态导通电阻退化

Negative Gate Bias Induced Dynamic ON-Resistance Degradation in Schottky-Type p-Gan Gate HEMTs

Zuoheng Jiang · Mengyuan Hua · Xinran Huang · Lingling Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月

本文系统研究了关断状态栅极偏置(VGS,OFF)对商用肖特基型p-GaN栅HEMT动态导通电阻(RON)的影响。通过双脉冲测试和脉冲I-V系统,评估了在硬开关和软开关条件下,不同栅极和漏极偏置对动态RON的影响。研究发现,更负的VGS,OFF会导致更显著的动态RON退化。

解读: GaN作为宽禁带半导体,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重要应用前景。该研究揭示了p-GaN栅HEMT在负偏置下的动态导通电阻退化机制,对提升阳光电源产品的长期可靠性至关重要。建议研发团队在设计驱动电路时,优化负压关断策略,以抑制动态损耗增加。同时,该研究成果可指导iSola...

功率器件技术 GaN器件 功率模块 宽禁带半导体 ★ 4.0

一种具有动态振铃抑制功能的GaN功率HEMT智能栅极驱动IC

A Smart Gate Driver IC for GaN Power HEMTs With Dynamic Ringing Suppression

Wei Jia Zhang · Jingshu Yu · Wen Tao Cui · Yahui Leng 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月

传统的GaN功率晶体管栅极驱动方案依赖外部控制器和分立元件,导致系统复杂且寄生参数增加。本文提出一种集成化智能栅极驱动IC,通过分段输出级和动态驱动技术,有效抑制开关过程中的振铃现象,优化GaN器件的高频开关性能,提升功率密度与可靠性。

解读: GaN作为宽禁带半导体,在提升阳光电源户用光伏逆变器及微型逆变器功率密度方面具有巨大潜力。该智能驱动IC通过集成化设计抑制振铃,能有效解决高频开关下的EMI问题,降低对复杂外围电路的依赖。建议研发团队关注该技术在下一代高频、高效率户用逆变器及小型化充电桩中的应用,以进一步缩小产品体积并提升转换效率,...

储能系统技术 储能系统 GaN器件 ★ 4.0

通过应力工程增强柔性AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管阵列的电学性能

Enhanced electrical properties of flexible AlGaN/GaN HEMT arrays via stress engineering

Xiu Zhang · Wei Ling · Junchen Liu · Hu Tao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127

宽禁带半导体因其优异的电学与机械特性,在柔性电子器件中展现出巨大潜力。本文报道了通过深硅刻蚀和晶圆级衬底转移工艺制备的柔性AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)阵列。器件在_VGS_=1 V时实现最高饱和漏极电流密度达166.5 mA/mm,在_VDS_=5 V时峰值跨导为42.6 mS/mm,并表现出良好的抗机械变形能力。此外,在面内拉伸应变下,器件性能进一步提升,归因于应变诱导的压电极化调控AlGaN/GaN异质界面二维电子气密度。该结果凸显HEMT在下一代柔性电子,尤其是生物电子...

解读: 该柔性GaN HEMT技术对阳光电源功率器件应用具有前瞻价值。研究中应力工程调控二维电子气密度提升器件性能的机制,可为ST系列储能变流器和SG逆变器中GaN器件的封装应力优化提供理论指导,通过合理设计功率模块封装结构实现应变调控以提升开关特性。柔性HEMT阵列的抗机械变形能力对新能源汽车OBC和电机...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 4.0

面向P-GaN栅HEMT的物理基础紧凑模型:完整Q–VD与C–VD响应

Physics-Based Compact Model for P-GaN-Gate HEMT Featuring Complete Responses of Q–VD and C–VD

Kaiyuan Zhao · Huolin Huang · Luqiao Yin · Aiying Guo 等7人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年12月 · Vol.73

本文提出一种物理基础P-GaN栅HEMT紧凑模型,首次实现栅电荷Qg与栅-漏电压VD的显式关联,并精确分解Cgg为Cgs与Cgd,支撑E-mode GaN器件在高频高效率变换器中的精准建模与SPICE仿真。

解读: 该模型显著提升GaN器件在高频光伏逆变器(如SG320HX组串式逆变器)和储能变流器(ST系列PCS)中的动态特性建模精度,尤其利于优化开关损耗、dv/dt抑制及EMI预测。阳光电源可基于此模型加速GaN基高效拓扑(如图腾柱PFC、双向LLC)在户用光储系统中的工程落地,并为PowerTitan下一...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

高温AlGaN/GaN MISHEMT器件采用W/AlON栅堆栈在500°C下实现Imax>1 A/mm

High Temperature AlGaN/GaN MISHEMT With W/AlON Gate Stack and Imax>1 A/mm at 500 ∘C

John Niroula · Qingyun Xie · Elham Rafie Borujeny · Shisong Luo 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月

本研究展示了一款按比例缩小(栅长 \(L_{\text {g}} = 50\) 纳米、栅源间距 \(L_{\text {gs}} = 270\) 纳米、栅漏间距 \(L_{\text {gd}} = 360\) 纳米)的射频(RF)AlGaN/GaN 金属-绝缘层-半导体高电子迁移率晶体管(MISHEMT),该晶体管在 500°C 时的电流密度达到创纪录的 1.16 安/毫米,对应的开态电流与关态电流比(\(I_{\text{on}}/I_{\text{off}}\))为 9。该器件采用等离子体...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项高温GaN MISHEMT技术具有重要的战略价值。该研究实现了500°C环境下1.16 A/mm的创纪录电流密度,这对我们在光伏逆变器和储能系统中广泛应用的功率半导体技术升级具有显著意义。 在光伏逆变器领域,高温工作能力直接关系到系统可靠性和成本优化。当前我们的产品在...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

一种用于GaN HEMT中肖特基型pGaN栅极的综合寿命模型

A Comprehensive Lifetime Model for Schottky-Type pGaN Gate of GaN HEMTs

Siddhesh Gajare · Han Gao · Christopher Wong · Shengke Zhang · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月

本文对增强型氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)在不同加速栅极电压和温度条件下开展了系统的随时间变化的栅极击穿研究。碰撞电离(I.I.)被确定为导致 p-GaN 栅极击穿失效的主要老化机制。基于碰撞电离机制,本文建立了一个全面的栅极寿命模型,以定量描述平均失效时间(MTTF)与电压和温度的关系。在不同温度范围内观察到两种不同的激活能($E_{\mathbf {a}}$)。在较低温度下,平均失效时间对温度的依赖性主要受碰撞电离系数温度依赖性的影响,导致激活能为负值。在较高温度下,热电子发...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于增强型GaN HEMT器件pGaN栅极寿命模型的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性,正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品实现技术跃升的关键使能技术。 该研究系统揭示了pGaN栅极的失效机制,确认碰撞电离是主要退化路径,并建立了...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

通过双栅结构提升AlGaN/GaN HEMT的线性度以用于射频放大器应用

Enhanced linearity of AlGaN/GaN HEMTs via dual-gate configuration for RF amplifier applications

Haowen Guo · Wenbo Ye · Junmin Zhou · Yitian Gu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年8月 · Vol.227

摘要 本研究探讨了GaN双栅高电子迁移率晶体管(HEMT)在射频线性度方面的性能,重点分析其双音互调特性。采用双栅结构旨在通过降低反馈电容来改善线性度性能,反馈电容降至41.8 fF/mm,与传统的单栅HEMT相比降低了73%。该双栅器件在2.1 GHz频率下实现了23.5 dB的小信号增益,且该增益不随直流栅极偏置电压V_B的变化而改变。通过提高V_B可有效抑制互调失真,在漏极电压为20 V、V_B为3 V时,器件的输出三阶交调截点(OIP3)达到最高的30.1 dBm。此外,在V_DS为5 ...

解读: 该双栅极GaN HEMT技术通过降低73%反馈电容实现OIP3达30.1dBm的高线性度,对阳光电源功率器件应用具有重要价值。可应用于SG系列逆变器的GaN功率模块设计,降低谐波失真提升并网电能质量;适用于充电桩高频开关电源,减少EMI干扰;在ST储能变流器三电平拓扑中,双栅极结构可优化GaN器件开...

电动汽车驱动 GaN器件 ★ 4.0

基于高质量超薄缓冲层的高射频性能增强型GaN-on-Si HEMT器件,输出功率达5.32 W/mm

High RF Performance E-Mode GaN-on-Si HEMTs With Pₒᵤₜ of 5.32 W/mm Using High-Quality Ultrathin Buffer

Jiale Du · Bin Hou · Ling Yang · Yachao Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月

在本文中,我们报道了一种在高质量超薄缓冲层上制备的高性能增强型氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT),该超薄缓冲层是通过在高电阻率(HR)硅衬底上采用两步渐变(TSG)过渡结构实现的。由于TSG过渡结构能够使位错迅速湮灭,该超薄缓冲层的总位错密度(TDD)低至 ${1}.{7}\times {10} ^{{9}}$ cm $^{-{2}}$ ,这有助于改善电流和射频功率性能。因此,在该结构上制备的增强型GaN HEMT的最大漏极电流达到620 mA/mm,阈值电压( ${V}_{\tex...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项基于硅基衬底的增强型GaN HEMT技术具有重要的战略价值。该技术通过创新的两步梯度过渡结构实现了超薄缓冲层的高质量外延生长,将位错密度降低至1.7×10⁹ cm⁻²,这为功率器件性能的突破奠定了基础。 在光伏逆变器和储能变流器领域,该技术展现的5.32 W/mm输出...

功率器件技术 GaN器件 功率模块 宽禁带半导体 ★ 4.0

一种用于混合双面冷却GaN模块的“手拉手”动态均流布局

A “Hand-in-Hand” Dynamic Current-Sharing Layout for Hybrid Double-Sided Cooling GaN Module

Xingyuan Yan · Zhiqiang Wang · Yunchan Wu · Xiaojie Shi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月

氮化镓(GaN)HEMT器件凭借极高的di/dt和dv/dt能力,在高性能功率应用中优势显著,但其布局寄生参数也导致多芯片并联时的均流难题。本文针对垂直换流结构建立了寄生耦合网络模型,提出了一种“手拉手”动态均流布局方案,有效提升了多芯片并联的电流分配均匀性。

解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中对功率密度要求的不断提升,GaN器件的应用已成为技术演进的重要方向。该研究提出的“手拉手”均流布局方案,直接解决了多芯片并联时的寄生参数不平衡问题,对于优化阳光电源新一代高频、高功率密度逆变器及微型逆变器的功率模块设计具有重要参考价值。建议研发团队在后...

电动汽车驱动 GaN器件 ★ 5.0

基于双栅器件技术的p-GaN功率HEMT单片集成双向栅极ESD保护方案

Monolithically Integrated Bidirectional Gate ESD Protection Scheme of p-GaN Power HEMT by Dual-Gate Device Technology

Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种用于 p - 氮化镓(p - GaN)功率高电子迁移率晶体管(HEMT)的单片集成双向栅极静电放电保护方案,其中双栅极 HEMT 被设计为放电晶体管。采用该保护方案后,正向/反向传输线脉冲失效电流从 0.156 A/0.08 A 提高到 1.36 A/5.26 A,且几乎不牺牲 p - GaN 功率 HEMT 的性能。由于双栅极器件通过共享漂移区具备双向开关特性,该方案仅需一个放电晶体管;因此,与具有相同保护能力的现有方案相比,该保护方案的面积可有效节省 40.8%。

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项p-GaN功率HEMT的双向栅极静电放电(ESD)保护技术具有重要的战略价值。GaN功率器件因其高频、高效、高功率密度特性,正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品实现小型化、轻量化的关键技术路径。 该技术通过双栅结构实现单管双向保护,将正向/反向TLP失效电流分别提升...

电动汽车驱动 GaN器件 ★ 4.0

不同偏置条件下AlGaN/GaN HEMT的单粒子效应

Single-Event Effects of AlGaN/GaN HEMTs Under Different Biases

Ling Lv · Changjuan Guo · Muhan Xing · Xuefeng Zheng 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月

本文从实验和TCAD仿真两方面系统研究了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件在关态、半开态和开态下的单粒子效应(SEEs)。实验结果表明,重离子辐射对处于关态的器件造成的损伤最为严重。随着漏源电压的增加,可观察到单粒子效应引发的无损伤、漏电退化和灾难性失效三个区域。仿真结果显示,关态下的峰值电场最大,且在高电压偏置下电流收集现象更为显著,这进一步证实了关态下单粒子效应的严重性。研究表明,关态下的高单粒子瞬态电流会对器件造成永久性损伤,导致器件漏电流增加。

解读: 从阳光电源的业务角度来看,这项关于AlGaN/GaN HEMT器件单粒子效应的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性,已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,但其在极端环境下的可靠性一直是工程应用的关键考量。 该研究系统揭示了GaN HEMT在不同偏置...

储能系统技术 储能系统 GaN器件 ★ 4.0

增强型N极性深凹槽GaN高电子迁移率晶体管实现创纪录的小信号性能

Enhancement Mode N-Polar Deep Recess GaN HEMT With Record Small Signal Performance

Oguz Odabasi · Md. Irfan Khan · Xin Zhai · Harsh Rana 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月

在本信函中,我们报道了一种新型增强型 N 极性深凹槽(NPDR)氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)。通过结合原子层蚀刻(ALE)和湿法蚀刻进行凹槽蚀刻实现了增强型模式操作。采用了具有高介电常数和高击穿场的 HfSiO 栅极电介质。通过等离子体辅助分子束外延(PAMBE)在低位错密度的轴向 N 极性 GaN 衬底上生长了外延结构。结果,在栅长(LG)为 75 nm 的情况下,实现了真正的常关操作,阈值电压为 +0.8 V,峰值饱和漏极电流为 1.5 A/mm,跨导为 0.55 S/mm...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项增强型N极深槽GaN HEMT技术具有重要的战略价值。该技术实现了真正的常关断(E-mode)特性,阈值电压达+0.8V,这对光伏逆变器和储能变流器的安全性和可靠性至关重要。相比传统常开型器件,增强型器件在系统失效时自动断开,可显著降低光伏和储能系统的安全风险。 该器...

功率器件技术 GaN器件 ★ 5.0

基于硅基氮化镓的电源轨ESD钳位电路设计——具有超低漏电流和动态时序-电压检测功能

Design of GaN-on-Silicon Power-Rail ESD Clamp Circuit With Ultralow Leakage Current and Dynamic Timing-Voltage Detection Function

Chao-Yang Ke · Ming-Dou Ker · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

提出了一种用于单片氮化镓(GaN)基集成电路(IC)的电源轨静电放电(ESD)钳位电路,该电路具有超低泄漏电流和动态定时 - 电压检测功能,并已在0.5微米的硅基氮化镓工艺中成功验证。其待机泄漏电流仅为0.8纳安。通过电压检测,所提出的ESD钳位电路仅能由ESD事件触发,在快速上电条件下不会被误触发。实验结果表明,所提出的设计的人体模型(HBM)ESD鲁棒性可达到6千伏以上。通过调整二极管连接的高电子迁移率晶体管(HEMT)的数量,ESD钳位电路的触发电压具有灵活性,因此它可用于不同额定电压的电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项GaN基功率轨ESD保护技术具有重要的战略价值。当前公司在光伏逆变器和储能变流器中大量应用碳化硅等宽禁带半导体器件,而GaN器件凭借更高的开关频率和功率密度优势,正成为下一代功率电子系统的关键技术方向。 该论文提出的ESD保护方案解决了GaN集成电路应用中的两个核心痛...

电动汽车驱动 GaN器件 ★ 4.0

原位生长SiNx在AlN/GaN高电子迁移率晶体管欧姆接触形成中的作用

Role of in-situ SiNx in ohmic contact realization in AlN/GaN HEMTs

Manoj Saxena · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年7月 · Vol.36.0

本研究探讨了在用于高频应用的AlN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)上原位生长的氮化硅(SiNx)层中欧姆接触的形成与优化。采用标准的Ti/Al/Ni/Au金属体系,获得的接触电阻(RC)为0.14 Ω·mm,方块电阻(RSH)为629 Ω/□,比接触电阻为1.2 × 10−6 Ω·cm2。高温退火过程中,Ti金属与下方的SiNx层发生界面反应,生成钛硅化物(TixSiy)复合物和氮化钛(TiN)。接触退火在氮气氛围中通过快速热退火(RTP)工艺完成,实验发现800 °C下退火60秒可获得...

解读: 该AlN/GaN HEMT欧姆接触优化技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究实现的0.14Ω·mm接触电阻和340mS/mm峰值跨导,可显著降低SG系列光伏逆变器和ST储能变流器中GaN功率开关的导通损耗。原位SiNx层与Ti/Al金属化方案形成的低阻接触,适用于三电平拓扑和高频开关场景。80...

储能系统技术 储能系统 SiC器件 GaN器件 ★ 4.0

通过兼容势垒层的选择性等离子体氧化实现含GaON背栅帽层的高性能GaN HEMT

High-performance GaN HEMTs with GaON under-gate cap layer via barrier-friendly selective plasma oxidation

作者未知 · Applied Physics Letters · 2025年4月 · Vol.126

肖特基栅太赫兹高电子迁移率晶体管在使用超薄势垒层时易受金属诱导隙态(MIGS)影响,导致栅极漏电和电子散射,劣化输运特性。虽然氧等离子体氧化InAlN势垒可缓解MIGS,但会引入缺陷与杂质散射,损害沟道性能。本研究利用GaN与InAlN之间热力学氧化选择性差异,选择性地将栅下GaN帽层转化为宽带隙氮氧化镓(GaON),同时保持InAlN势垒完整。该兼容势垒层方法在不牺牲沟道质量的前提下抑制MIGS,实现了接近理论极限的本征电子有效速度(veff,i = 2.2×10⁷ cm/s),并获得创纪录射...

解读: 该GaON背栅帽层GaN HEMT技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。240/530 GHz的fT/fmax性能和2.2×10⁷ cm/s的电子速度,可显著提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的开关频率至MHz级,降低磁性元件体积30%以上,提高功率密度。选择性等离子体氧化工艺保持势垒层完...

储能系统技术 储能系统 GaN器件 ★ 5.0

研究GaN-HEMT在短时和长时栅极与漏极偏压下阈值电压漂移的测试装置

Test Setup to Study Threshold Voltage Shift of GaN-HEMTs Under Short- and Long-Term Gate and Drain Bias

Benedikt Kohlhepp · Daniel Breidenstein · Thomas Dürbaum · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN-HEMT)具有低导通电阻和快速开关特性,适用于高效率、高功率密度的电力电子变换器。然而,电荷捕获效应会导致导通电阻退化并引起阈值电压漂移,进而增加开关损耗,甚至因米勒电流引发误开通。由于器件手册通常缺乏阈值电压不稳定性的详细信息,工程师需自行开展测试。鉴于电荷捕获过程的时间常数从微秒至小时不等,且受温度、漏极和栅极偏压等多种因素影响,必须在接近实际应用条件下进行短时与长时测试。本文提出一种仅使用电力电子实验室常规设备的测试方案,通过交替施加应力/弛豫阶段与短时测...

解读: 该GaN-HEMT阈值电压漂移测试技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中,GaN器件的阈值电压不稳定性直接影响开关损耗和系统效率,电荷捕获导致的Vth漂移可能引发米勒电流误开通,威胁系统可靠性。该测试方案可用于:1)优化GaN功率模块的栅极驱动设计,设置合...

储能系统技术 储能系统 GaN器件 可靠性分析 ★ 5.0

基于金刚石散热器封装的热-力分析与优化以提升GaN HEMT性能

Thermal-Mechanical Analysis and Optimization of Diamond Heat Sink Packaging for Enhancing GaN HEMT Performance

Peng Pan · Zujun Peng · Ke Li · Wei Wang · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

本研究分析了以金刚石为散热基板的功率芯片封装结构的热-力特性,显著提升了GaN HEMT的性能。通过优化纳米银焊膏焊接工艺,实现了芯片与金刚石散热体间的可靠集成,有效增强了热点区域的散热能力。理论模拟表明,相较于传统MoCu散热器,金刚石散热器具有更优的散热性能和更低的热应力。实验结果表明,在27.3 W功耗下,结到壳的热阻降低53.4%,芯片表面最高温度下降45.3%,直流输出电流提升9.2%,且功率循环寿命超过33万次无失效,验证了金刚石散热封装在提升高功率器件热电性能与可靠性方面的有效性。

解读: 该金刚石散热封装技术对阳光电源功率器件热管理具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中,GaN HEMT器件的高功率密度应用面临严峻散热挑战。研究展示的金刚石散热方案可使结壳热阻降低53.4%、芯片温度下降45.3%,直接提升器件电流输出能力9.2%,这对提高PowerTitan储...

功率器件技术 GaN器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 2.0

基于双栅GaN HEMT的高功率耐受与紧凑型宽带电压可变衰减器

A Broadband Voltage Variable Attenuator With High-Power Tolerance and Compact Size Based on Dual-Gate GaN HEMTs

Zhifu Hu · Shaohua Zhou · Ruicong He · Qijun Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月

本文提出了一种基于双栅高电子迁移率晶体管(HEMT)的宽带电压可变衰减器(VVA)。通过采用分布式堆叠结构替代单栅HEMT,该方法在保证带宽和功率耐受性的前提下,显著减小了芯片面积并降低了成本,验证了其在高频功率控制中的应用潜力。

解读: 该研究聚焦于宽禁带半导体(GaN)在射频与高频功率控制领域的应用,展示了双栅结构在提升功率密度和集成度方面的优势。对于阳光电源而言,虽然目前核心产品线(如光伏逆变器、储能PCS)主要基于SiC和IGBT技术,但随着未来电力电子设备向更高频、更小型化方向演进,GaN器件在辅助电源、高频驱动电路及智能运...

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