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一种零电压开关、物理柔性多电平氮化镓DC-DC变换器
A Zero-Voltage-Switching, Physically Flexible Multilevel GaN DC–DC Converter
Derek Chou · Yutian Lei · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文研究了一种旨在提升功率密度的多电平DC-DC变换器。通过采用飞跨电容多电平拓扑与氮化镓（GaN）器件，实现了零电压开关（ZVS），有效解决了系统小型化过程中的热管理、重量及空间布局限制问题，为高功率密度电力电子系统提供了创新解决方案。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩产品线具有重要参考价值。随着户用产品向轻量化、小型化发展，GaN器件结合多电平拓扑能显著提升功率密度并降低开关损耗。建议研发团队关注该拓扑在提升充电桩模块效率及减小户用逆变器体积方面的应用潜力。此外，其“物理柔性”特性为未来集成化程度更高的分布式能源系...
面向封装GaN器件的物理导向器件模型
Physics-Oriented Device Model for Packaged GaN Devices
Dhawal Dilip Mahajan · Sayed Ali Albahrani · Raj Sodhi · Takashi Eguchi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文探讨了基于物理的紧凑模型在封装GaN器件中的应用。相比经验模型，物理模型在不同偏置条件下表现出更好的一致性与连续性，能精确描述电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）特性，并有效实现工艺参数与几何尺寸的缩放，为高频功率变换器的设计提供了更可靠的仿真基础。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及充电桩产品中对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该物理模型能显著提升电路仿真精度，帮助研发团队在设计阶段更准确地预测高频开关下的损耗与电磁干扰，从而优化组串式逆变器及充电桩的PCB布局与散热设计。建议研发部门引入此类物理模型，以替代传统的行为级模型，缩...
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...
基于Si衬底的高性能薄势垒增强型AlGaN/GaN HEMT用于低压射频应用
High RF Performance Enhancement-Mode Thin-Barrier AlGaN/GaN HEMTs on Si Substrate for Low-Voltage Applications
作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
本研究展示了用于低压射频应用的硅衬底高性能增强型（E 型）AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）。采用薄势垒 AlGaN（7 纳米）和基于 CF₄的栅极凹槽刻蚀工艺，实现了 0.13 伏的正阈值电压。得益于低压化学气相沉积（LPCVD）生长的 SiN 应变层，薄势垒 AlGaN/GaN 异质结构的方块电阻从 410 欧姆/平方降至 280 欧姆/平方。因此，所制备的具有再生长欧姆接触且源漏间距为 850 纳米的 E 型薄势垒 AlGaN/GaN HEMT 展现出约 1.4 安/毫米的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于硅基底的增强型薄势垒AlGaN/GaN HEMT技术对我们的核心产品线具有重要的战略价值。该技术通过7nm超薄势垒结构和CF4栅极刻蚀工艺实现了0.13V的正阈值电压，配合LPCVD生长的SiN应变层将面电阻降至280Ω/sq，这些特性直接契合了光伏逆变器和储能变流...
一种用于无线电能传输应用的高效率基于GaN的单级6.78 MHz发射器
A High-Efficiency GaN-Based Single-Stage 6.78 MHz Transmitter for Wireless Power Transfer Applications
Ling Jiang · Daniel Costinett · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文提出了一种单级6.78 MHz发射器，可将市电交流直接转换为用于无线电能传输的稳压高频交流输出。该拓扑集成了工作在断续导通模式的图腾柱整流器和非对称电压抵消控制的全桥逆变器，相比传统多级级联发射器，显著提升了效率与集成度。
解读: 该技术主要针对高频无线充电领域，虽然与阳光电源目前核心的光伏逆变器及储能系统（PowerTitan/PowerStack）业务关联度较低，但其采用的GaN器件和高频单级拓扑设计具有前瞻性。在阳光电源的电动汽车充电桩产品线中，随着未来大功率无线充电技术的发展，此类高频高效拓扑可作为技术储备，用于提升充...
GaN器件的持续振荡建模及其定量抑制方法
The Sustained Oscillation Modeling and Its Quantitative Suppression Methodology for GaN Devices
Jian Chen · Quanming Luo · Yuqi Wei · Xinyue Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
氮化镓（GaN）器件因优异性能在电力电子中应用广泛，但其低寄生参数和高开关速度导致系统更易产生不稳定性。本文针对GaN器件特有的持续振荡问题进行建模，并提出定量抑制方法，以解决由此引发的电压过冲及系统失效风险。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用成为技术演进的重要方向。该研究提出的振荡建模与抑制方法，能有效解决GaN器件在高频开关下的电磁干扰与电压应力问题，提升产品可靠性。建议研发团队在下一代高频化户用逆变器及便携式储能产品的驱动电路设计中，引入该定量抑...
1200V E型p-GaN栅极HEMT的电荷平衡设计以提升击穿电压和动态稳定性
Charge Balance Design of 1200-V E-Mode p-GaN Gate HEMT Toward Enhanced Breakdown Voltage and Dynamic Stability
Junjie Yang · Jingjing Yu · Jiawei Cui · Sihang Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年4月
本研究探究了蓝宝石衬底上1200 V增强型横向超结p-GaN栅高电子迁移率晶体管（SJ - HEMT）的电荷平衡设计。电荷平衡通过交替的p柱和n柱形成，其中p柱为减薄的p - GaN条带，n柱为二维电子气条带。通过调节p柱和n柱的宽度，研究了电荷平衡设计对SJ - HEMT静态和动态性能的影响。具有电荷平衡的SJ - HEMT的击穿电压（BV）达到2655 V，且击穿电压与栅漏间距（${L}_{\text {GD}}$）之比高达1.56 MV/cm。值得注意的是，SJ - HEMT能有效抑制俘获...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1200V增强型p-GaN栅极HEMT的电荷平衡设计研究具有重要的战略价值。该技术通过创新的横向超结结构设计，在蓝宝石基底上实现了2655V的击穿电压和1.56 MV/cm的高BV/LGD比，这一性能突破对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有直接应用意义。 当前阳光...
基于p-GaN栅极HEMT的高速紫外光电探测器用于火焰监测
High-Speed Ultraviolet Photodetector Based on p-GaN Gate HEMT for Flame Monitoring
作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本研究设计并制备了一种以 p - GaN 栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）为基础的紫外光电探测器（PD），其敏感面积为 \(2.0\times 10^{-5}\) \(cm^2\)。采用 AlGaN/氮化镓（GaN）异质结构以获得二维电子气（2DEG）作为导电通道，使得该探测器具有 \(8.07\times 10^{4}\) A/W 的高光响应度、360 nm 处的陡峭截止波长、 \(1.80\times 10^{6}\) 的高紫外 - 可见光抑制比，上升时间和下降时间分别为 0.12 ms ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于p-GaN栅极HEMT的紫外光电探测技术虽然主要面向火焰监测等军事航天应用，但其底层的氮化镓（GaN）技术路线与我司在功率电子领域的战略方向高度契合，具有重要的技术借鉴价值。 该研究展示的AlGaN/GaN异质结构及二维电子气（2DEG）导电通道技术，本质上与我司...
一种应用于SiC和GaN晶体管的通用SPICE场效应管模型
A Universal SPICE Field-Effect Transistor Model Applied on SiC and GaN Transistors
Achim Endruschat · Christian Novak · Holger Gerstner · Thomas Heckel 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文提出了一种与技术和半导体材料无关的通用场效应管SPICE模型。该行为仿真模型基于测量数据构建，通过查找表与解析方程相结合的混合方法，实现了对温度相关输出特性的精确建模，从而在保证精度的同时显著提升了仿真速度。
解读: 宽禁带半导体（SiC/GaN）是阳光电源提升逆变器及储能PCS功率密度与效率的核心技术。该通用SPICE模型能够显著优化研发阶段的电路仿真精度，特别是针对高频开关下的损耗评估与热特性分析。在组串式逆变器与PowerTitan系列储能变流器的设计中，应用此模型可缩短功率模块的选型与验证周期，提升系统在...
基于GaN的零电压开关无桥双SEPIC PFC整流器及其集成电感研究
GaN-Based ZVS Bridgeless Dual-SEPIC PFC Rectifier With Integrated Inductors
Yunfeng Liu · Xiaosheng Huang · Yi Dou · Ziwei Ouyang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文研究了一种基于氮化镓（GaN）器件的无桥双SEPIC功率因数校正（PFC）整流器。该拓扑实现了全输入电压范围内的零电压开关（ZVS）导通，适用于降压型AC-DC变换场景。文章详细分析了其工作原理及ZVS实现的理论基础。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，GaN器件在AC-DC前端的应用成为趋势。该拓扑实现的ZVS特性有助于降低开关损耗，提升系统效率，特别是在户用逆变器的小型化设计及充电桩的高效整流模块中具有应用潜力。建议研发团队关注其集成电感设计带来的体积...
基于移相调制的氮化镓开关电容变换器简化建模与控制
Simplified Modeling and Control of a GaN Switched-Capacitor Converters With Phase Shift Modulation
Hongyang Xie · Rui Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年12月
本文针对一种新型开关电容变换器，提出了基于移相调制的简化建模与控制方法。该变换器凭借模块化拓扑实现了高电压增益、高效率及高功率密度。针对多模块级联下建模困难的问题，本文提供了通用且精确的数学模型，为提升电力电子变换器的设计效率与性能提供了理论支持。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能系统具有重要参考价值。随着氮化镓（GaN）器件在功率密度提升方面的潜力不断释放，该简化建模方法有助于缩短研发周期，优化变换器控制策略。建议研发团队关注该模块化拓扑在微型逆变器或高压直流变换环节的应用，以进一步提升产品效率并减小体积，从而在户用及工商业场景中保...
一种高功率密度零电压开关图腾柱功率因数校正变换器
A High Power Density Zero-Voltage-Switching Totem-Pole Power Factor Correction Converter
Ali Tausif · Ahmet Faruk Bakan · Serkan Dusmez · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
功率因数校正（PFC）电路是高功率电源的核心，但体积占比大。为减小被动元件体积，需将开关频率提升至数百kHz。本文针对氮化镓（GaN）器件在硬开关条件下存在的挑战，提出了一种高功率密度零电压开关（ZVS）图腾柱PFC变换器方案。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着户用逆变器向轻量化、高功率密度方向发展，采用GaN器件的图腾柱PFC拓扑能有效提升效率并减小体积。建议研发团队关注该ZVS技术在提升系统转换效率方面的应用，以优化充电桩模块的散热设计及功率密度，进一步增强阳光电源在分布式电源及...
基于硅衬底的E模AlN/GaN HEMT在3.6 GHz下实现80.4%功率附加效率用于低电源电压射频功率应用
E-Mode AlN/GaN HEMTs on Si With 80.4% PAE at 3.6 GHz for Low-Supply-Voltage RF Power Applications
Guangjie Gao · Zhihong Liu · Lu Hao · Fang Zhang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年11月
在硅衬底上制备了具有 160 纳米 T 形凹槽栅的增强型（E 型）AlN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）。所制备的器件阈值电压（${V}_{\text {TH}}$）为 +0.35 V，最大漏极电流（${I}_{\text {DMAX}}$）为 1.58 A/mm，导通电阻（${R}_{\text {ON}}$）低至 1.8 Ω·mm，峰值跨导（${G}_{\text {MMAX}}$）超过 580 mS/mm。截止频率（${f}_{\text {T}}$）达到 85 GHz，最大振荡频...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项增强型AlN/GaN HEMT技术展现出显著的战略价值。该器件在低供电电压（6V）下实现80.4%的功率附加效率（PAE），这一突破性指标直接契合我们光伏逆变器和储能变流器对高效功率转换的核心需求。 技术优势方面，该器件的正阈值电压（+0.35V）实现了常关特性，这对...
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 · 2024年5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，...
具有超薄势垒结构的6英寸高压GaN基增强型HEMT：界面质量及其可靠性
6-in. high-voltage GaN-based E-mode HEMTs with ultrathin barrier structures: Interface quality and its reliability
Nan Sun · Ronghua Wang · Runxin Microelectronics Corporation · Wuxi China Resources Huajing Microelectronics Corporation 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年3月 · Vol.126
本文报道了基于6英寸硅衬底的高压增强型GaN高电子迁移率晶体管（E-HEMT），采用超薄势垒层结构。通过优化界面控制与材料生长工艺，显著提升了异质结界面质量，有效降低了界面态密度并改善了二维电子气特性。器件表现出优异的击穿电压与导通电阻平衡特性，并在高温反向偏压应力下展现出良好的长期可靠性，界面退化机制被系统分析。该研究为高性能、高可靠GaN功率器件的规模化制造提供了技术支撑。
解读: 该研究的超薄势垒GaN E-HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。6英寸晶圆规模化制造工艺可降低GaN器件成本,有利于在SG系列逆变器和ST系列储能变流器中推广应用。优化的界面质量和可靠性特性可提升产品在高温、高压工况下的稳定性,特别适合PowerTitan等大功率储能系统。器件优异...
利用单片双向氮化镓开关的压缩型Buck-Boost变换器分析与设计
Analysis and Design of a Condensed Buck–Boost Converter Utilizing Monolithic Bidirectional GaN Switches
Aklilu Aron · Paulin Eliat-Eliat · Justin Buonato · Samantha Coday · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
本文提出了一系列压缩型Buck-Boost（CoBB）变换器，利用新型单片双向氮化镓（GaN）开关，实现了宽范围运行及双向功率流动，旨在支持可再生能源与储能系统在电网及电动汽车驱动中的集成。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有高度战略价值。首先，单片双向GaN开关的应用可显著提升储能变流器（如PowerTitan、PowerStack系列）的功率密度和转换效率，减小体积。其次，该拓扑支持宽范围双向运行，非常契合光储一体化系统及电动汽车充电桩对高效、紧凑型DC-DC变换器的需求。建议研发团队关...
一种基于GaN eHEMT器件的快速开关集成全桥功率模块
A Fast-Switching Integrated Full-Bridge Power Module Based on GaN eHEMT Devices
Asger Bjorn Jorgensen · Szymon Beczkowski · Christian Uhrenfeldt · Niels Hogholt Petersen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
为充分发挥宽禁带半导体器件的优势，需开发新型封装及功率模块结构。针对千瓦级功率应用，传统封装体积庞大，难以集成驱动与测量电路。本文提出了一种基于GaN eHEMT器件的快速开关集成功率模块，通过优化封装结构提升了开关性能并实现了电路的高度集成。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack系列）具有重要参考价值。GaN器件的高频特性可显著缩小磁性元件体积，提升功率密度，助力产品小型化与轻量化。建议研发团队关注该模块的集成封装工艺，以解决高频开关下的寄生参数与电磁干扰问题，从而提升阳光电源在户用储能及微型逆变器领域的...
最小化氮化镓功率HEMT的输出电容损耗
Minimizing Output Capacitance Loss in GaN Power HEMT
Qihao Song · Adam Briga · Valery Veprinsky · Roman Volkov 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
输出电容（COSS）损耗（EDISS）源于功率器件在充放电循环中的非理想特性。尽管理想状态下该过程应无损耗，但研究表明，对于高频软开关应用中的宽禁带半导体器件，该损耗已成为关键的效率瓶颈。本文探讨了其物理起源及降低该损耗的优化策略。
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高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用已成为技术迭代的关键。该研究针对GaN器件在高频软开关下的COSS损耗优化，直接关系到逆变器在轻载及高频工作模式下的转换效率提升。建议研发团队在下一代高频组串式逆变器及微型逆变器设计中，引入该损耗模型进行电路参...
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...
基于多波长激光的瞬态热反射技术用于GaN HEMT沟道温度监测
Multiwavelength Laser-Based Transient Thermoreflectance for Channel-Temperature Monitoring of GaN HEMTs
Yali Mao · Haochen Zhang · Yunliang Ma · Hongyue Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
对于氮化镓（GaN）器件而言，同时具备高空间分辨率和高时间分辨率的沟道温度表征方法需求迫切，但目前仍较为缺乏。在这项工作中，我们开发了一种基于多波长激光的瞬态热反射技术（MWL - TTR），利用320纳米连续波（CW）激光监测沟道温度，532纳米连续波激光监测金属触点，实现了亚微米级空间分辨率和纳秒级时间分辨率。我们对以往常被忽略的320纳米带隙以上激光在温度监测中引起的光电流效应进行了定量研究并予以消除。通过MWL - TTR实现了热反射系数（${C}_\text{th}$）的可靠校准，为精...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项多波长激光瞬态热反射技术对我们的核心产品具有重要的战略价值。GaN HEMT（氮化镓高电子迁移率晶体管）是光伏逆变器和储能变流器中功率转换模块的关键器件，其热管理性能直接影响系统效率、可靠性和使用寿命。 该技术的核心价值在于实现了亚微米空间分辨率和纳秒级时间分辨率的沟...
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