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具有复合终端结构和衬底减薄的1200-V/10-A低热阻Ga₂O₃肖特基势垒二极管
1200-V/10-A Low Thermal Resistance Ga₂O₃ Schottky Barrier Diode With Composite Terminal Structure and Substrate Thinning
Zhihong Feng · Shida Han · Yuangang Wang · Hongyu Guo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
在本研究中，通过采用台面与双场板复合终端结构，并结合衬底减薄工艺，实现了一款高性能的β - Ga₂O₃垂直肖特基势垒二极管（SBD），该二极管具有高击穿电压、低热阻、低导通电阻、高浪涌电流和高巴利加优值（FOM）等特性。利用研磨和抛光工艺消除了亚表面损伤层，从而实现了低欧姆电阻。得益于减薄至 85 µm 厚的衬底，阳极面积为 2×2 mm²的器件导通电阻从 174 mΩ降至 112 mΩ。因此，在 2 V 偏压下，相应的正向电流从 6.04 A 增加到 10.1 A，浪涌电流从 20 A 增加到...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项氧化镓（Ga₂O₃）肖特基二极管技术具有重要的战略价值。该器件实现了1200V耐压、10A正向电流和342 MW/cm²的Baliga品质因数，这些参数直接对应我们光伏逆变器和储能变流器中功率开关器件的核心需求。 **技术价值分析：** 首先，该器件通过衬底减薄至8...
不同状态下肖特基栅p-GaN HEMT的ESD鲁棒性
The ESD Robustness of Schottky-Gate p-GaN HEMT Under Different States
Yijun Shi · Dongsheng Zhao · Zhipeng Shen · Lijuan Wu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本工作系统研究了肖特基栅 p - GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）在不同栅极和漏极偏置条件下的静电放电（ESD）鲁棒性。在高 $V_{\text {DS}}$（$\ge 40$ V）条件下，栅极端的 ESD 鲁棒性严重受损，此时协同的高电压/电流会引发热失控，造成不可逆损坏。在 $V_{\text {DS}} = 5$ - 30 V 时，以陷阱为主导的 $V_{\text {TH}}$ 漂移（最高达 0.68 V）与 $1200\times N_{\text {it0}}$ 的增加相关，且...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于肖特基栅p-GaN HEMT静电放电（ESD）鲁棒性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，正逐步成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向，而ESD可靠性是制约其大规模应用的关键瓶颈。 该研究系统揭示了p-GaN H...
一种用于碳化硅基BJT功率模块的简单解析PSpice模型开发
Development of a Simple Analytical PSpice Model for SiC-Based BJT Power Modules
Daniel Johannesson · Muhammad Nawaz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文首次开发并验证了一种针对1200V/800A 4H-SiC双极结型晶体管（BJT）功率模块的简单解析Spice型模型。该模型基于适用于高功率应用的温度相关SiC Gummel-Poon模型，通过PSpice仿真提取了与技术相关的参数，为高压大功率SiC器件的电路级仿真提供了高效工具。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统（PCS）中对功率密度和效率要求的不断提升，SiC器件的应用已成为核心趋势。该研究提出的高压大功率SiC器件解析模型，能够显著缩短研发周期，提升电路仿真精度。建议研发团队关注该模型在高温环境下的热电耦合特性，将其引入到大功率逆变器及储能变流...
一种提高IGBT模块热冲击疲劳失效抗性的方法
A Method for Improving the Thermal Shock Fatigue Failure Resistance of IGBT Modules
Xinyin Zhang · Meiyu Wang · Xin Li · Zikun Ding 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
高温应用与长期可靠性是IGBT模块的发展趋势。本文提出了一种采用电流辅助烧结纳米银作为芯片连接、高温焊料作为基板连接的1200V/50A IGBT模块。通过测量并对比其电气与热特性，验证了该封装工艺在提升模块热冲击疲劳抗性及可靠性方面的有效性。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心功率器件。随着光储系统向更高功率密度和更严苛环境应用发展，功率模块的热循环失效是影响系统寿命的关键瓶颈。本文提出的纳米银烧结工艺能显著提升模块的导热性能与热机械可靠性，直接有助于优化...
通过漏极侧薄p-GaN结构设计抑制蓝宝石基1200 V增强型GaN HEMT的动态电阻退化
Suppression of Dynamic Resistance Degradation in 1200-V GaN-on-Sapphire E-Mode GaN HEMTs by Drain-Side Thin p-GaN Design
Wenfeng Wang · Feng Zhou · Junfan Qian · Can Zou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
动态电阻退化受陷阱效应影响显著，是横向AlGaN/GaN功率器件在高压高频应用中的关键挑战。本文提出一种具有漏极侧薄p-GaN（DST）结构的增强型p-GaN栅HEMT。DST结构通过从漏极侧p-GaN注入空穴抑制动态电阻退化，同时减薄p-GaN层可显著改善导通态电流特性。该减薄工艺与源/漏欧姆接触刻蚀同步进行，兼容现有工艺平台。电路级测试表明，蓝宝石基DST-HEMT在1200 V关断偏压下动态电阻退化极小，性能媲美垂直GaN-on-GaN器件，并展现出优良的动态开关能力，凸显其在高压大功率应...
解读: 该漏极侧薄p-GaN技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。DST-HEMT在1200V高压下实现极低动态电阻退化，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列1500V光伏逆变器的功率模块设计，提升高频开关性能。相比传统GaN器件，该技术通过空穴注入抑制陷阱效应，改善导通损耗，可优化三电平拓扑效率。蓝...
一种用于LED应用的高压SiC基Boost PFC变换器
A High-Voltage SiC-Based Boost PFC for LED Applications
Antonio Leon-Masich · Hugo Valderrama-Blavi · Josep M. Bosque-Moncusi · Luis Martinez-Salamero · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文提出了一种用于LED应用、由电网供电的单级Boost PFC变换器。该变换器采用碳化硅（SiC）功率器件，工作在连续与断续导通模式的边界，以有效降低开关损耗。系统输入为230V交流电网，输出端可实现1200V直流电压，适用于高压LED阵列驱动。
解读: 该文献探讨的SiC基高压Boost PFC拓扑，在提升功率密度和转换效率方面具有显著优势。对于阳光电源而言，虽然该文侧重于LED应用，但其核心技术——基于SiC的PFC控制策略及高压变换技术，可直接迁移至阳光电源的户用光伏逆变器（如SG系列）及充电桩产品线中。建议研发团队关注该拓扑在减小无源元件体积...
基于纳米银浆无压烧结的多芯片半桥IGBT模块可靠性评估
Reliability Evaluation of Multichip Phase-Leg IGBT Modules Using Pressureless Sintering of Nanosilver Paste by Power Cycling Tests
Shancan Fu · Yunhui Mei · Xin Li · Changsheng Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
纳米银浆作为一种无铅芯片连接材料，在高温电力电子封装中展现出巨大潜力。本文通过功率循环测试，评估了采用无压烧结工艺的1200V/150A多芯片IGBT模块的可靠性，旨在解决传统焊料在高温应用下的失效挑战。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要意义。随着功率密度提升，IGBT模块的结温管理与封装可靠性成为瓶颈。纳米银烧结技术能显著提升模块的导热性能与耐高温能力，有助于延长产品在严苛环境下的寿命。建议研发团队关注该技术在高温、高功率密度场景下的长...
一种用于电动汽车逆变器的双面冷却SiC MOSFET功率模块
A Double-Sided Cooled SiC MOSFET Power Module for EV Inverters
Riya Paul · Rayna Alizadeh · Xiaoling Li · Hao Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
双面冷却（DSC）功率模块结构能显著提升电动汽车电机驱动逆变器的功率密度。本文提出了一种采用1200V碳化硅（SiC）MOSFET器件的半桥拓扑DSC功率模块，集成了栅极驱动电路与状态监测功能，并详细介绍了其创新设计与相关特性。
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。双面冷却技术能有效提升功率密度，解决高功率密度下的散热瓶颈，这与阳光电源PowerTitan、PowerStack等储能系统追求极致紧凑化设计的趋势高度契合。同时，SiC器件的应用是提升逆变效率的关键，建议研发团队关注该模块...
矩阵变换器中超结反向阻断IGBT的特性与性能评估
Characterization and Performance Evaluation of the Superjunction RB-IGBT in Matrix Converter
Kun Zhou · Linhua Huang · Xiaorong Luo · Zhaoji Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文首次研究了采用新型超结（SJ）反向阻断（RB）IGBT作为开关元件的三相交流-交流矩阵变换器（MC）的性能。该SJ RB-IGBT通过引入短路集电极沟槽和n2层，实现了超过1200V的双向阻断能力，并表现出优异的双极导通特性。
解读: 该研究涉及的超结反向阻断IGBT（SJ RB-IGBT）在双向功率变换领域具有显著优势。对于阳光电源而言，该技术可深度赋能风电变流器及工业驱动产品线，通过简化矩阵变换器拓扑结构，提升功率密度并降低导通损耗。建议研发团队关注其在双向AC-AC变换中的应用潜力，特别是在风电变流器中替代传统背靠背IGBT...
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...
混合封装SiC功率模块中寄生电容对传导EMI及开关损耗的综合分析与优化
Comprehensive Analysis and Optimization of Parasitic Capacitance on Conducted EMI and Switching Losses in Hybrid-Packaged SiC Power Modules
Yifan Zhang · Yue Xie · Cai Chen · Xinyue Guo 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
宽禁带（WBG）器件的高开关速度为功率模块发展带来突破，但寄生参数在高频切换下加剧了功率损耗与电磁干扰（EMI）问题。本文提出了一种具有超低寄生参数的1200V/24A SiC半桥功率模块，旨在优化开关性能并抑制EMI。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线的技术迭代。随着公司组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成必然。通过优化功率模块的寄生电容，不仅能显著降低开关损耗，提升整机效率，还能有效解决高频化带来的EMI合规性难题，降低滤波器设计...
具有创纪录雪崩能量密度的1200V SiC结势垒肖特基二极管的高雪崩能力验证
Demonstration of High Avalanche Capability in 1200 V-Rated SiC Junction Barrier Schottky Diodes With Record Avalanche Energy Density
Yancong Liu · Xiaoyan Tang · Hao Yuan · Xuanjie Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文展示了通过采用凹槽阳极和终端区域结构，实现具有创纪录单脉冲雪崩能量密度的4H-SiC结势垒肖特基二极管。通过有效缓解边界处的雪崩电流拥挤效应，实现了近乎均匀的雪崩击穿分布，显著提升了器件的雪崩可靠性。
解读: 该研究针对1200V SiC SBD器件的雪崩可靠性优化，对阳光电源的核心业务具有极高价值。在光伏组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中，SiC器件已成为提升功率密度和效率的关键。该技术通过结构优化提升雪崩耐受能力，能直接增强逆变器在电网波动或极端工况下的鲁棒...
一种用于高压高频应用的新型常关型SiC-JFET/GaN-HEMT共封装级联器件
A Normally-off Copackaged SiC-JFET/GaN-HEMT Cascode Device for High-Voltage and High-Frequency Applications
Gang Lyu · Yuru Wang · Jin Wei · Zheyang Zheng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文展示了一种1200V/100mΩ的碳化硅（SiC）JFET与氮化镓（GaN）HEMT混合功率开关。该器件采用倒装芯片共封装级联配置，结合了垂直型SiC JFET的高压阻断能力与横向GaN HEMT的低压驱动优势，实现了高压与高频性能的优化。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能变流器具有重要参考价值。通过SiC与GaN的级联封装，可在不牺牲耐压等级的前提下显著提升开关频率，从而进一步缩小磁性元件体积，提升整机功率密度。建议研发团队关注该混合封装技术在下一代高频化、小型化光伏逆变器及储能PCS中的应用潜力，特别是在追求...
考虑温度依赖性的场截止型IGBT解析瞬态模型
Analytical Transient Model of Field-Stop IGBT Accounting for Temperature Dependence
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
如今，场截止（FS）绝缘栅双极型晶体管（IGBT）（FS IGBT）已成为中高功率应用 IGBT 市场的主流产品。FS IGBT 的广泛应用使得人们对该器件进行快速准确的仿真有了强烈需求。本文提出了一种用于 FS IGBT 的解析瞬态模型。基于对 FS IGBT 开关行为的深入理解，推导了开关瞬态时 $V_{\text{ce}}$ 和 $I_{c}$ 的完整解析表达式。确定并建模了依赖于低端 IGBT 结温 $T_{j1}$ 和高端 IGBT 结温 $T_{j2}$ 的关键器件特性。为了提取模型...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对场截止型IGBT的解析瞬态模型研究具有重要的工程应用价值。IGBT作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其精确建模直接关系到产品的设计优化和可靠性提升。 该研究的核心价值在于建立了考虑结温依赖性的完整解析模型，这对我司产品开发具有三方面实际意义：首先，在逆变器...
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...
具有低热阻和寄生电感的PCB嵌入式SiC半桥封装单元的设计与分析
Design and Analysis of PCB Embedded SiC Half-Bridge Packaging Cells With Low Thermal Resistance and Parasitic Inductance
Chao Gu · Wei Chen · Hao Guan · Jing Jiang 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文设计并评估了三种PCB嵌入式1200V SiC MOSFET半桥封装单元，采用重布线层（RDL）技术替代传统引线键合工艺。研究重点在于降低寄生参数与热阻，并通过综合评估验证了其在电气性能与热管理方面的优越性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有深远影响。随着光伏逆变器（尤其是组串式）和储能系统（如PowerTitan系列）向高功率密度和高开关频率演进，SiC器件的封装优化至关重要。PCB嵌入式封装技术能显著降低寄生电感，从而减少开关损耗和电压尖峰，提升系统效率。同时，优化的热阻设计有助于提升功率模块的散热能...
高迁移率稳定型1200V/150A 4H-SiC DMOSFET在高电流密度瞬态条件下的长期可靠性分析
High-Mobility Stable 1200-V, 150-A 4H-SiC DMOSFET Long-Term Reliability Analysis Under High Current Density Transient Conditions
James A. Schrock · William B. Ray II · Kevin Lawson · Argenis Bilbao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
为验证4H-SiC DMOSFET在电力电子应用中的长期运行能力，本文研究了其在极端高电流密度瞬态条件下的可靠性。通过评估器件在高温及大电流应力下的表现，分析了其失效机理，为SiC功率器件在严苛工况下的工程应用提供了可靠性评估依据。
解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器功率密度和效率的核心技术。该研究针对1200V/150A SiC DMOSFET在高电流密度下的可靠性分析，直接支撑了公司组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS的功率模块选型与设计。随着产品向更高功率等级演进，瞬态电流冲击下的器件退化机理研究至关重要。建议研发...
对4H-SiC MOSFET双极性退化机制的新见解
A Novel Insight Into the Mechanism of Bipolar Degradation in 4H-SiC MOSFET
Yangtao Long · Yuan Chen · Pengkai Wang · Bo Hou 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年3月
在变流器应用中，碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的体二极管常被用作续流二极管以降低成本和节省空间，这可能会导致器件出现双极退化现象。本文分析并比较了 1200 V SiC MOSFET 在直流和脉冲电流应力条件下的双极退化机制。研究表明，直流应力下的退化速度比脉冲应力下更快，这是因为在脉冲电流关断状态期间，器件中的位错会收缩，从而使整体退化速度变慢。在较低的直流电流密度下，双极退化过程在退化前会经历一个激活阶段，且随着电流密度的降低，激活时间和退化时间会变...
解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源产品中大量应用SiC MOSFET器件以提升功率密度和转换效率。该论文揭示的双极退化机制对我司产品可靠性具有重要指导意义。 在光伏逆变器和储能变流器应用中，为降低成本和优化空间布局，我们通常将SiC MOSFET的体二极管用作续流二极管。这种设计虽...
栅极电压凹陷作为碳化硅MOSFET在线健康监测的新指标
Gate Voltage Dip as a New Indicator for Online Health Monitoring of SiC MOSFETs
Mathis Picot-Digoix · Frédéric Richardeau · Jean-Marc Blaquière · Sébastien Vinnac 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
由于碳化硅/二氧化硅界面质量不佳以及其栅氧化层较薄，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）比硅金属氧化物半导体场效应晶体管（Si MOSFET）更易受电荷俘获机制的影响。随着时间的推移，这些现象会加剧，导致晶体管性能下降和损耗增加。为了监测这种老化机制，本文提出了一种模拟方法，用于从栅极电压（$V_{GS}$）波形中提取一个新发现的健康指标。这是通过使用双通道有源栅极驱动器减缓特定的导通过程来实现的。随后，该在线健康监测方法在一台1200 V - 36 A的碳化硅金属氧化物半...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于栅极电压监测的SiC MOSFET在线健康管理技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，SiC MOSFET的可靠性直接影响系统的整体性能和生命周期成本。 该技术针对SiC器件固有的电荷俘获机制导致的性能退化问题，提出了创新的模拟监测方法。通...
快速开关功率晶体管导通电压检测：评估、挑战与先进设计考虑
On-State Voltage Sensing of Fast-Switching Power Transistors: Evaluation, Challenges, and Advanced Design Considerations
Mathias C. J. Weiser · Jan Tausk · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
快速准确地感测导通状态电压是功率半导体器件特性表征的重要组成部分。虽然文献中有许多不同的方法和电路，但结果往往难以比较，这阻碍了评估过程。为了能够与其他电路进行明确的比较，本文提出了一种全面的评估方法，用于评估和比较导通状态电压测量电路。此外，还提出了两种定制的钳位电路，并使用所开发的基准测试方案对其进行了评估。这两种电路的 3 分贝频率分别达到 54.6 MHz 和 250.9 MHz，平均响应时间分别为 41.1 ns 和 23.1 ns，可用于 1200 V 功率器件的特性表征。
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于功率晶体管导通态电压快速精确感测技术具有重要的战略意义。作为光伏逆变器和储能系统的核心企业，我们的产品性能很大程度上取决于功率半导体器件的精确表征和可靠运行。 该论文提出的先进钳位电路能够实现高达250.9 MHz的3-dB频率和23.1纳秒的平均响应时间，这对于...
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