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功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

基于互补型GaN HEMT的高频脉冲激光驱动器

High-Frequency Pulsed Laser Driver Using Complementary GaN HEMTs

View Document · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文试图揭示一种用于高频光探测与测距(LiDAR)应用中控制激光源的高效激光驱动器。具体的激光雷达要求包括20 MHz的激光重复频率、10 ns的脉冲持续时间以及50 W的瞬时功率。用于自动驾驶车辆的激光雷达的功率效率至关重要,其总输入功率应控制在15 W以内。为提高功率效率,本文提出了一种半桥脉冲激光驱动器,其高端采用耗尽型氮化镓(D 型 GaN)晶体管,低端采用增强型(E 型)GaN 晶体管。此外,还针对 D 型 GaN 晶体管引入并分析了一种高端栅极驱动器,由于不存在体二极管效应,该驱动器...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的互补型GaN HEMT高频脉冲驱动技术具有重要的参考价值和技术延伸意义。虽然研究聚焦于激光雷达应用,但其核心技术路径与我司在高频功率变换领域的技术需求高度契合。 该技术的关键创新在于采用耗尽型GaN(D-mode)与增强型GaN(E-mode)构成的半桥拓扑,...

储能系统技术 储能系统 GaN器件 ★ 4.0

通过高温直流应力研究AlGaN/GaN HEMT中由直流引起的射频性能退化

Study of DC-Induced RF Performance Degradations in AlGaN/GaN HEMTs Through High-Temperature DC Stress

Ping-Hsun Chiu · Yi-Fan Tsao · Heng-Tung Hsu · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

在本研究中,我们研究了承受高温导通态直流应力($V_{\text {DS}} = 18$ V,$I_{\text {DS}} = 300$ mA/mm)的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的射频性能退化情况。主要聚焦于针对毫米波应用的短栅长器件仅由直流应力引起的射频退化机制分析。在整个直流应力过程中,对器件参数的变化进行了细致的测量和提取。结果表明,器件的本征栅电容和寄生电阻增大,导致单位电流增益截止频率($f_{\text {T}}$)和最大振荡频率($f_{\text {MAX...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于GaN HEMT器件在高温直流应力下射频性能退化机理的研究具有重要的参考价值。虽然该研究聚焦于毫米波应用场景,但其揭示的器件退化机制对我们在光伏逆变器和储能变流器中广泛应用的GaN功率器件同样具有指导意义。 研究发现,在高温导通状态的直流应力下,AlGaN势垒层中...

储能系统技术 储能系统 GaN器件 ★ 5.0

用于6.78 MHz无线电力传输系统的高速体二极管导通检测电路与自适应同步整流控制

High-Speed Body-Diode Conduction Detection Circuit for 6.78 MHz WPT Systems with Adaptive Synchronous Rectification Control

Lei Zhu · Laili Wang · Chenxu Zhao · Xiaohui Lu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

工作在兆赫兹(MHz)频段的无线电力传输(WPT)系统因具备高效率和小体积优势而受到广泛关注。为提升效率,常采用同步整流(SR)技术以降低传统二极管的导通损耗。然而,在MHz频段实现同步整流仍面临检测带宽不足、传播延迟及高频振荡等挑战。本文提出一种高速体二极管导通(BDC)检测电路及周期自适应同步整流控制(ACSRC)策略,专为6.78 MHz WPT系统设计。该BDC检测电路结合阻断二极管、反向串联齐纳二极管与快速恢复支路,有效加速检测并抑制电压尖峰。同时引入软件定义采样窗口,确保在高频振荡下...

解读: 该高速同步整流技术对阳光电源车载OBC充电机和无线充电产品线具有重要应用价值。文中提出的GaN HEMT体二极管导通检测电路与自适应控制策略,可直接应用于阳光电源新能源汽车业务中的高频DC-DC变换器设计。通过实现ZVS/ZCS软开关,轻载效率提升8.72%,这对提升车载充电系统待机能耗和宽负载效率...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

利用二维电子气和空穴气实现AlGaN/GaN/AlGaN双异质结MISHFET的阈值电压调控

Threshold Voltage Control in AlGaN/GaN/AlGaN Double-Heterostructure MISHFET Utilizing 2-D Electron and Hole Gases

Arno Kirchbrücher · Gerrit Lükens · Carsten Beckmann · Jasmin Ehrler 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

传统的 AlGaN/GaN 金属 - 绝缘体 - 半导体异质结场效应晶体管(MISHFET)会受到电介质/AlGaN 界面处俘获电荷的影响,从而导致阈值电压不稳定和准永久性偏移。在这项工作中,我们研究了采用 Al₂O₃ 栅极电介质的 AlGaN/GaN/AlGaN 双异质结(DH)MISHFET 中这些界面态的充电过程,尤其是放电过程。经过合理设计,这些无掺杂器件包含极化诱导的二维电子气(2DEG)以及二维空穴气(2DHG)。已知在施加较大的栅极偏压后,Al₂O₃/AlGaN 界面会持续地从 2...

解读: 从阳光电源功率半导体应用角度来看,这项AlGaN/GaN双异质结MISHFET技术具有重要的战略价值。氮化镓(GaN)功率器件是我司光伏逆变器和储能变流器实现高功率密度、高效率转换的核心技术路径,而阈值电压稳定性一直是制约GaN器件可靠性的关键瓶颈。 该研究通过创新性地构建二维电子气(2DEG)和...

光伏发电技术 储能系统 GaN器件 深度学习 ★ 5.0

基于Kolmogorov-Arnold网络与timeGAN混合架构并结合考虑运行机制的数据增强的可解释光伏功率建模

Interpretable photovoltaic power modeling via Kolmogorov-Arnold network and timeGAN hybrid architecture with regime-aware data augmentation

Yuqiao Pan · Zhaocai Wang · Zuowen Tan · Zhihua Zhu · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.302

摘要 光伏(PV)发电的波动性和随机性为其大规模并入电力系统带来了显著挑战,限制了太阳能作为一种清洁能源的充分开发利用。为解决这一问题,本研究提出了一种混合建模框架,协同融合数据预处理、特征扩展与先进的深度学习架构。首先,采用集成变分自编码器(VAE)进行特征选择与降维,并对数据进行季节性和昼夜模式划分;随后,利用 Ordering Points to Identify the Clustering Structure(OPTICS)算法识别内在的运行机制(regime),并通过TimeGAN生...

解读: 该Transformer-KAN混合架构对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud平台具有重要应用价值。通过VAE特征降维与TimeGAN数据增强,可显著提升光伏功率预测精度(RMSE降低29.51%),优化MPPT算法动态响应。regime-aware聚类识别可增强ST系列储能PCS的充...

电动汽车驱动 GaN器件 可靠性分析 ★ 5.0

利用斜极场板调控GaN HEMT中的自加热效应

Modulating Self-Heating Effects in GaN HEMTs Using Slant Field Plate

Zheng-Lai Tang · Yang Shen · Bing-Yang Cao · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月

电子设备中的自热效应会导致局部热点,对其性能和可靠性产生不利影响,在氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)等高功率密度器件中尤为明显。除了增强散热外,通过结构设计减少热量产生可以有效调节自热效应。本研究基于漂移 - 扩散模型,利用电热模拟方法研究了非对称倾斜场板(FP)对GaN HEMTs自热效应的调节作用。此外,采用蒙特卡罗(MC)模拟方法研究了在非傅里叶热传导条件下,倾斜场板对声子弹道输运的影响。结果表明,倾斜场板使电位分布更加平滑,降低了沟道中的最大电场强度,从而降低了最大发热密度...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于GaN HEMT器件自热效应调控的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度的特性,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。然而,自热效应导致的局部热点一直是制约GaN器件在大功率应用中可靠性的关键瓶颈。 该研究提出的倾斜场板...

储能系统技术 储能系统 宽禁带半导体 SiC器件 ★ 5.0

高频

fT≥30 GHz)高击穿

Jiahao Chen · Parthasarathy Seshadri · Abdullah Al Mamun Mazumder · Ruixin Bai 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月

本文报道了一种采用MOCVD生长的Al₀.₆₂Ga₀.₃₈N沟道层和Al₀.₈₄Ga₀.₁₆N势垒层的高电子迁移率晶体管(HEMT)。器件实现3.7 Ω·mm的接触电阻和约3.3 kΩ/□的方阻。在栅长180 nm、源漏间距3 μm条件下,获得30.5 GHz的fT和55.3 GHz的fmax,同时表现出0.46 A/mm的高漏极电流、低栅/漏泄漏电流及高达315 V的击穿电压,Johnson品质因数达9.6 THz·V,为目前超宽禁带晶体管中的最高值。通过小信号参数提取得到内禀电子速度超过1×...

解读: 该超宽禁带AlGaN沟道HEMT技术对阳光电源高压大功率产品具有重要应用价值。其315V击穿电压和30GHz高频特性显著优于传统GaN器件,可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率开关模块,实现更高开关频率(降低磁性元件体积)和更高耐压等级(适配1500V直流系统)。9.6 THz·V的...

储能系统技术 储能系统 GaN器件 ★ 4.0

观察到GaN基发光二极管中的珀尔帖冷却及电致发光冷却的巨大潜力

Observation of Peltier Cooling and Great Potential of Electroluminescent Cooling in GaN-Based Light-Emitting Diodes

Yiping Zhang · Shunpeng Lu · Baiquan Liu · Huayu Gao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

发光二极管(LED)因其高效率、长寿命和低成本,对于未来的节能照明和显示技术至关重要。在过去几十年里,人们普遍预测电致发光(EL)冷却有助于进一步提升基于氮化镓(GaN)的LED的性能,但尚未通过实验实现。本文通过实验测量和理论建模,证实了基于GaN的热电和声子泵浦LED的可行性。令人惊讶的是,当工作点移至高效率、中电压范围时,温度升高的影响从负面变为正面。随着温度升高(从室温到473 K),功率效率最高可提升至原来的2.24倍,且在所有升高的温度下,峰值效率均优于室温下的峰值效率,此时帕尔贴效...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项GaN基LED电致发光冷却技术虽然聚焦于照明领域,但其底层的热电管理原理对我们的核心业务具有重要借鉴价值。 **技术价值分析**:该研究首次实验证实了GaN器件中的珀尔帖冷却效应,在中压高效工作区实现了温度升高反而提升器件性能的突破。这一发现对阳光电源的功率电子器件热...

电动汽车驱动 GaN器件 ★ 5.0

一种应对极端事件的多区域电力市场风险分担双层框架

A Risk-Sharing Bi-Level Framework for Multi-Area Electricity Markets Against Extreme Events

Jianing Lin · Minglei Bao · Yanqiu Hou · Yi Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Systems · 2024年8月

针对极端天气事件频发带来的电力价格风险管理问题,本文提出一种创新的多区域电力市场风险分担双层框架。该框架通过跨区互济电力的时间优化配置,在风险相关价格信号引导下实现高风险区域的功率平衡缓解。上层进行基于各区域报价的最优互济电力市场出清,下层则基于预期节点边际电价等价格风险指标制定风险感知竞价策略。结合负载中断值与Ford-Fulkerson方法提出新型场景约简技术,并在解析目标级联框架下分布式求解双层模型以保护区域数据隐私。算例表明,该机制可有效降低多区域市场的价格风险。

解读: 该多区域电力市场风险分担框架对阳光电源储能系统和能源管理平台具有重要应用价值。其双层优化机制可直接应用于PowerTitan大型储能系统的跨区域调度策略,通过风险感知竞价实现储能资源在多市场间的优化配置。基于预期节点边际电价的风险指标可集成到iSolarCloud平台,为ST系列储能变流器提供极端天...

电动汽车驱动 GaN器件 ★ 5.0

GaN功率器件在硬开关模式下动态Ron效应的经验模型评估与建立

Evaluation and Establishment of an Empirical Model for the Dynamic Ron Effect of GaN Power Device in Hard Switching Mode

Shaoyu Sun · Xu Du · Ling Xia · Wengang Wu · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

近年来,氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)器件在电力应用中的迅速普及,使得传统的GaN静态SPICE模型由于动态导通电阻($R_{on}$)效应,无法满足高压、高频电路设计的要求。本文评估了一款商用100 V肖特基型p - GaN HEMT在硬开关模式下的动态$R_{on}$效应,并提出了一个经验动态模型。脉冲测试结果表明,栅 - 漏电压应力是动态$R_{on}$效应的主要原因。器件的AlGaN势垒层和沟道处的峰值电场会导致阈值电压正向漂移和热电子效应。通过TCAD仿真验证了这两种导...

解读: 从阳光电源的业务角度来看,该论文针对GaN HEMT器件动态导通电阻效应的研究具有重要的工程应用价值。当前,阳光电源在光伏逆变器和储能变流器产品中正积极推进第三代半导体的应用,以实现更高的功率密度和转换效率。然而,GaN器件在硬开关模式下的动态Ron效应一直是制约其在高压大功率场景应用的关键瓶颈。 ...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

重离子辐照导致的p型氮化镓栅极HEMTs漏电流增加机制

Mechanism of Heavy Ion-Induced Leakage Current Increase in Normally-OFF p-GaN Gate HEMTs

Chao Peng · Zhifeng Lei · Teng Ma · Hong Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本文报道了 650 V p 型氮化镓(GaN)栅高电子迁移率晶体管(HEMT)在重离子辐照下漏电流增大的现象。重离子导致 GaN HEMT 漏电流增大的退化情况与重离子的线性能量转移(LET)值和偏置电压有关。仅在 LET 值为 60.5 MeV·cm²/mg 的钽(Ta)离子辐照下观察到漏电流增大,而在 LET 值为 20.0 MeV·cm²/mg 的氪(Kr)离子辐照下未观察到该现象。此外,较高的偏置电压会导致漏电流增大的退化现象更为明显。当器件偏置电压为 100 V 时,漏极和源极之间存在...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于p-GaN栅极HEMT器件重离子辐照效应的研究具有重要的可靠性参考价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度等优势,正逐步成为光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关器件。然而,该研究揭示的重离子辐照导致的漏电流退化机制,对我们在特殊应用场景下的产品设计提出了新的...

光伏发电技术 储能系统 GaN器件 ★ 5.0

通过溶液法制备的MoO3:PMMA阳极缓冲层提升倒置有机太阳能电池的光伏性能

Enhancing the photovoltaic performance of inverted organic solar cells with solution-processed MoO3:PMMA anode buffer layer

Inverted OSCs were built on fluorine tin oxide (FTO)-coated glass substrates. The FTO was chosen as the transparent electrode over ITO due to its smaller work function · better thermal stability \[ [32](https://link.springer.com/article/10.1007/s10854-025-15770-3#ref-CR32 "W.-H. Baek · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

三氧化钼(MoO₃)被认为是阳极缓冲层(ABL)的有前途候选材料。然而,由于界面润湿性的不匹配,开发适用于MoO₃ ABL的溶液法制备方法仍面临挑战,特别是对于具有倒置器件结构的有机太阳能电池(OSCs)。在本研究中,活性层采用聚(3-己基噻吩)(P3HT)作为给体和(6,6)-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)作为受体。将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)添加到MoO₃颗粒分散液中,用于沉积杂化MoO₃:PMMA ABL。器件结构为FTO/ZnO/P3HT:PC61BM/MoO₃:PMMA/Ag...

解读: 该MoO3:PMMA阳极缓冲层技术对阳光电源光伏逆变器产品具有重要参考价值。研究通过优化界面湿润性和空穴提取效率,提升倒置有机太阳能电池转换效率,其界面工程思路可借鉴至SG系列组串式逆变器的功率器件封装优化。特别是在弱光(1000 lx LED)和标准光照下均实现性能提升,为iSolarCloud平...

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7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 ★ 4.0

氮化镓高电子迁移率晶体管中的低温捕获效应:铁掺杂缓冲层和场板的影响

Cryogenic Trapping Effects in GaN-HEMTs: Influences of Fe-Doped Buffer and Field Plates

Mohamed Aniss Mebarki · Ragnar Ferrand-Drake Del Castillo · Denis Meledin · Erik Sundin 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

本文利用脉冲电流 - 电压(I - V)和漏极电流瞬态谱(DCTS)测量方法,研究了在低至 4.2 K 的低温(CT)条件下,AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)中的陷阱机制。结果显示,在低温下陷阱效应总体增强。特别是,在低温下观察到电流崩塌现象显著增加,这主要归因于掺铁(Fe)的 GaN 缓冲层中的深受主态。相比之下,具有未掺杂缓冲层的器件仅表现出有限的陷阱迹象,且这些迹象仅与表面和接入区域有关。低温下陷阱效应的加剧与低温下较慢的去陷阱动态有关。此外,在掺铁器件中,栅场板(FP)...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于GaN-HEMT器件低温陷阱效应的研究具有重要的技术参考价值。GaN功率器件因其高频、高效、高功率密度特性,正逐步应用于我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率模块中,而该研究揭示的低温特性对产品可靠性设计至关重要。 研究发现Fe掺杂缓冲层在低温环境下会显著加剧电流崩...

电动汽车驱动 GaN器件 功率模块 ★ 5.0

垂直堆叠级联GaN HEMT功率模块中的热行为研究

Thermal Behavior in Vertically Stacked Cascode GaN HEMT Power Modules including Mutual Heating, Dissipation Disturbance, and Solder Voids

Sungtaek Hwang · Eun Pyo Hong · Min-Ki Kim · Dong Keun Jang 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年9月

与传统的横向配置相比,垂直堆叠式共源共栅氮化镓(GaN)功率器件具有显著的电气优势,包括降低寄生电感、设计紧凑以及功率密度高等。然而,将硅MOSFET直接堆叠在GaN HEMT上方会带来重大的热挑战。本研究确定了三个主要的热问题:芯片之间的相互加热、散热路径受限以及焊料空洞导致的热退化。有限元分析(FEA)模拟表明,由于这些影响,堆叠式设计的峰值温度比横向设计大约高30%。模拟还显示,焊料空洞,尤其是硅MOSFET下方的焊料空洞,会干扰垂直热流并加剧热点的形成。通过使用定制制造的模块在重复开关操...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文揭示的垂直堆叠共源共栅GaN功率模块技术对我们在光伏逆变器和储能系统领域的产品升级具有重要参考价值。垂直堆叠架构能够显著降低寄生电感、提升功率密度,这与我们追求高效率、小型化逆变器的产品路线高度契合,特别是在户用储能和工商业储能系统中,紧凑设计可直接转化为系统成本优势...

储能系统技术 GaN器件 工商业光伏 机器学习 ★ 5.0

利用机器学习对金属-有机框架材料进行从材料到系统的宽范围筛选以用于氢气储存

Broad range material-to-system screening of metal–organic frameworks for hydrogen storage using machine learning

Xinyi Wang · Hanna M.Breunig · Peng Peng · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.383

摘要 氢气在向可持续能源系统转型过程中起着关键作用,在发电和工业应用中具有重要地位。金属-有机框架材料(MOFs)已成为高效氢气储存的有前景的介质。然而,由于目前已合成的MOF种类极为庞大,筛选出具备实际应用潜力的候选材料仍具挑战性。本研究结合分子模拟、机器学习与技术经济分析,评估了MOFs在广泛运行条件下用于氢气储存的综合性能。以往对MOF数据库的筛选主要关注低温条件下高氢吸附容量的材料,而本研究发现,实现成本最小化的最优温度和压力取决于MOF的原材料价格。具体而言,当MOF的价格为15美元/...

解读: 该MOF氢储能研究对阳光电源储能系统具有前瞻价值。研究揭示的机器学习筛选方法可借鉴于ST系列储能系统的热管理优化,特别是170-250K温区的成本最优化思路可应用于PowerTitan液冷系统设计。高比表面积材料特性分析为未来氢储能与光伏耦合系统提供技术路径,iSolarCloud平台可集成氢储能预...

电动汽车驱动 GaN器件 ★ 4.0

铜锂共掺杂Mn3O4正极材料在水系锌离子电池中的应用

Cu-Li Co-Doped Mn3O4 cathode materials employed in aqueous zinc-ion batteries

Jidong Ma · Zhizhu Tang · Wenjun Zhou · Xinya Gu 等5人 · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

二氧化锰因其低成本、高安全性和环境友好性,已成为水系锌离子电池(ZIBs)有前景的正极材料。然而,其实际应用受到循环稳定性差和电子导电性低的限制。本研究提出了一种铜锂共掺杂策略,以提升Mn3O4的电化学性能,并采用简便的一步溶液燃烧法制备了共掺杂材料(CLMO)。实验结果表明,Cu2+取代Mn2+位点引发了晶格收缩,缩短了Zn2+的扩散路径;而Li+通过抑制锰的溶出并稳定晶格结构,显著提高了材料的循环稳定性。协同共掺杂显著增加了氧空位浓度,从而改善了材料的电子导电性。CLMO正极在0.1 A g...

解读: 该Cu-Li共掺杂Mn3O4正极材料技术对阳光电源储能系统及电动汽车产品线具有重要参考价值。研究中通过双金属协同掺杂实现的高循环稳定性(800次循环容量保持率98%)和低电荷转移阻抗(13.17Ω)策略,可启发ST系列储能变流器及PowerTitan系统中电池管理优化方案。锌离子电池的高安全性、低成...

电动汽车驱动 宽禁带半导体 SiC器件 GaN器件 ★ 5.0

100 kW氮化镓牵引逆变器的系统性效率-密度协同优化:方法与集成

Systematic Efficiency-Density Co-Optimization of 100 kW GaN Traction Inverter: Methodology and Integration

Mingrui Zou · Peng Sun · Zheng Zeng · Yulei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月

摘要:电动汽车牵引逆变器对高效率和高功率密度的追求与日俱增,这正加速包括碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)在内的宽禁带器件的应用。由于碳化硅牵引逆变器的效率 - 密度边界已接近极限,采用氮化镓器件的牵引逆变器因具有更低的功率损耗和更高的开关速度,被视为一种极具前景的解决方案。本文聚焦于电动汽车应用的氮化镓牵引逆变器,提出了一种兼顾效率和功率密度目标协同优化的设计方法。基于所建立的包括功率损耗、直流母线纹波和热阻等设计关注点的数学模型,确定了氮化镓逆变器的效率 - 密度设计域,并通过帕累托前沿分析...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项GaN牵引逆变器的效率-功率密度协同优化技术具有显著的跨领域应用价值。虽然该研究聚焦于电动汽车领域,但其核心方法论与我们在光伏逆变器、储能变流器等产品线的技术演进方向高度契合。 该论文突破了传统SiC器件的效率-密度边界,通过GaN器件实现99.3%峰值效率和62.1...

功率器件技术 GaN器件 ★ 4.0

具有分段延伸p型GaN栅极结构的常关型AlGaN/GaN HEMT的电学与光学表征

Electrical and Optical Characterization of a Normally-Off AlGaN/GaN HEMT With a Segmented-Extended p-GaN Gate Structure

Xinyue Dai · Qimeng Jiang · Baikui Li · Haiyang Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本文提出了一种分段扩展 p - GaN(SEP)栅极结构,并将其应用于 p - GaN/AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)中。与传统的 p - GaN HEMT 相比,SEP - HEMT 具有以下特点:1)关态泄漏电流降低,击穿电压提高,这归因于扩展 p - GaN(EP)区域实现了电场分布的优化;2)分段架构抑制了寄生效应,从而改善了动态特性。通过脉冲 I - V 测量研究了器件的动态行为,结果表明,在评估的结构中,SEP - HEMT 的动态退化最小。电致发光(EL)表征显...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项分段延伸p-GaN栅极结构的GaN HEMT技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件,常关型(Normally-Off)GaN器件是实现高效率、高功率密度系统的关键突破点。 该技术的核心价值体现在三个维度:首先,降低的关态漏电流和提升的击穿电压...

储能系统技术 储能系统 GaN器件 ★ 4.0

基于共聚物的横向漂移区有机薄膜晶体管在空气环境及栅极偏压应力下的阈值电压稳定性

Threshold Voltage Stability of Copolymer-Based Lateral Drift Region Organic Field-Effect Transistors Under Ambient Air Conditions and Gate-Bias Stress

Haonan Lin · Jun Zhang · Xuanyu Gu · Hengdian Chang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本文研究了偏置稳定性对共聚物横向漂移区有机场效应晶体管(LDR - OFET)阈值电压漂移的影响。所制备的LDR - OFET分别以基于二酮吡咯并吡咯的聚合物(DPPT - TT)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜作为半导体层和栅极介电层。在环境空气条件下,LDR - OFET连续暴露4320小时仍能保持正常功能,无明显性能退化,显示出强大的稳定性。然而,与大气应力作用下的LDR - OFET相比,偏置应力作用下的LDR - OFET退化更为明显。值得注意的是,负偏置和正偏置对阈值电压漂移的影响...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项关于有机场效应晶体管(OFET)阈值电压稳定性的研究具有一定的前瞻性参考价值,但距离实际应用仍存在较大距离。 该研究聚焦于共聚物基横向漂移区OFET在环境和偏置应力下的稳定性表现。其核心价值在于验证了有机半导体器件在长时间环境暴露(4320小时)下的稳定性,以及揭示了...

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