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一种用于兆赫兹运行的高压共源共栅氮化镓器件新封装
A New Package of High-Voltage Cascode Gallium Nitride Device for Megahertz Operation
Wenli Zhang · Xiucheng Huang · Zhengyang Liu · Fred C. Lee 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
相比硅基器件，横向氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）具备高电流密度、高开关速度和低导通电阻等优势，是实现高频、高效功率转换的理想选择。本文针对GaN HEMT在高频运行下的封装技术进行了研究，旨在解决高频开关带来的寄生参数影响，提升功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品线具有重要战略意义。随着电力电子技术向高频化、高功率密度方向演进，GaN器件的应用能显著减小磁性元件体积，提升整机效率。建议研发团队关注该新型封装技术在兆赫兹级开关频率下的热管理与电磁兼容性能，将其引入下一代轻量化户用逆变器或便携式储能产品的研发中，...
10 kV E模式GaN HEMT：击穿电压提升的物理机制
10 kV E-mode GaN HEMT: Physics for breakdown voltage upscaling
Yijin Guo · Yuan Qin · Matthew Porter · Zineng Yang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127
本文报道了一种实现10 kV高击穿电压的增强型（E-mode）GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT）。通过优化器件结构与材料生长工艺，结合电场调制技术，有效提升了器件的耐压能力。研究系统分析了影响击穿电压的关键物理机制，包括二维电子气分布、缓冲层设计及表面电场调控。实验结果表明，该器件在保持低导通电阻的同时实现了超过10 kV的击穿电压，为高压功率电子器件的应用提供了可行方案。
解读: 该10kV E模式GaN HEMT技术对阳光电源的高压产品线具有重要应用价值。高击穿电压特性可显著提升ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率密度,有助于实现1500V以上高压系统设计。低导通电阻特性可降低PowerTitan等大功率产品的开关损耗,提高系统效率。此外,该GaN器件的电场调制技术...
基于ScAlN/ScN电荷陷阱耦合铁电栅堆叠的增强型AlGaN/GaN HEMT
E-mode AlGaN/GaN HEMT with ScAlN/ScN charge trap-coupled ferroelectric gate stacks
Jiangnan Liu · Ding Wang · Md Tanvir Hasan · Shubham Mondal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种采用ScAlN/ScN电荷陷阱耦合铁电栅堆叠结构的增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）。该器件通过铁电极化与界面电荷陷阱的协同作用，实现了稳定的增强型操作特性。实验结果表明，该结构有效调控了阈值电压并提升了栅控能力，同时保持了较高的开关比和低关态漏电流。透射电子显微镜分析证实了栅堆叠的高质量界面特性。该方法为实现高性能、高可靠性的GaN基增强型功率器件提供了新途径。
解读: 该ScAlN/ScN栅堆叠GaN HEMT技术对阳光电源功率变换产品具有重要价值。增强型特性和低漏电流的优势可显著提升SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的效率与可靠性。铁电栅结构创新为开发更高功率密度的三电平拓扑模块提供新思路，特别适用于PowerTitan大型储能系统的高频开关应用。同时，该技...
一种用于GaN HEMT栅极驱动器的栅源电压振荡与串扰集成抑制方法
An Integrated Suppression Method of Both Gate-Source Voltage Oscillation and Crosstalk for GaN HEMT Gate Driver
Lurenhang Wang · Xizhi Sun · Yishun Yan · Mingcheng Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
针对氮化镓（GaN）器件开关速度快、阈值电压低导致的栅源电压振荡及串扰问题，本文提出了一种集成抑制驱动电路（ISGD）。该方案有效解决了高频切换下的误导通及栅极击穿风险，提升了功率变换系统的可靠性与稳定性。
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要求的不断提升，GaN器件的应用成为趋势。该研究提出的栅极驱动集成抑制方案，能有效解决GaN在高频开关下的电磁干扰与误导通问题，对提升阳光电源组串式逆变器及微型逆变器的转换效率与可靠性具有重要参考价值。建议研发团队在下一代高频化、小型化功率模...
采用有源钝化技术抑制浮动Si衬底诱导背栅效应的900-V p-GaN栅HEMT
900-V active-passivation p-GaN gate HEMT with suppressed floating Si substrate induced back-gating effect
Hao Chang · Junjie Yang · Jingjing Yu · Jiawei Cui · Applied Physics Letters · 2025年4月 · Vol.126
本文报道了一种采用有源钝化技术的900-V p-GaN栅高电子迁移率晶体管（HEMT），有效抑制了由浮动Si衬底引起的背栅效应。通过引入深沟槽隔离与介质填充的有源钝化结构，显著降低了漏极对衬底的电场耦合，从而消除背栅导致的阈值电压不稳定性与动态导通电阻退化。器件在高压关断状态下表现出优异的可靠性与稳定性，同时保持良好的开关性能。该设计为高压p-GaN栅HEMT在功率集成应用中的性能优化提供了有效解决方案。
解读: 该900-V p-GaN栅HEMT的有源钝化技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。通过深沟槽隔离抑制背栅效应，解决了GaN器件阈值电压漂移和动态导通电阻退化问题，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的高频开关电路。900V耐压等级匹配1500V光伏系统和储能系统的母线电压需求，有源钝...
基于GaN HEMT的单相逆变器散热器与输出滤波器体积权衡研究
Tradeoff Study of Heat Sink and Output Filter Volume in a GaN HEMT Based Single-Phase Inverter
Emre Gurpinar · Alberto Castellazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月
本文研究了基于600V GaN HEMT的单相三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器中，散热器与输出滤波器体积之间的权衡关系。旨在探索GaN器件在宽运行范围内对系统级效率和功率密度的提升潜力，为高功率密度逆变器设计提供理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的户用及工商业组串式逆变器产品线具有重要参考价值。随着GaN等宽禁带半导体技术的成熟，在单相及小功率三相逆变器中应用GaN器件，可显著提升开关频率，从而减小磁性元件体积。本文提出的散热器与滤波器体积权衡模型，可指导阳光电源研发团队在追求极致功率密度的同时，优化热管理方案与EMI滤波设...
基于解耦双通道结构的低反向导通损耗高正向阈值电压p-GaN栅AlGaN/GaN HEMT
Decoupled Double-Channel p-GaN Gate AlGaN/GaN HEMT Featuring Low Reverse Conduction Loss and High Forward Threshold Voltage
Xiaotian Tang · Zhongchen Ji · Qimeng Jiang · Sen Huang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
基于解耦双沟道结构，提出并成功制备了一种混合源 p - GaN 栅常关型 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）。该晶体管通过混合源结构对上下沟道进行解耦，缓解了 p - GaN 栅与双沟道结构之间的兼容性问题。得益于源极侧与下沟道的肖特基连接，同时实现了极低的反向导通电压（ - 0.5 V）和较大的正向阈值电压（ + 3.2 V）。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于解耦双沟道结构的p-GaN栅极GaN HEMT技术具有重要的战略价值。该器件通过混合源极结构实现了-0.5V的极低反向导通电压和+3.2V的高正向阈值电压的同时优化，这一突破性设计直接契合我司光伏逆变器和储能变流器对功率器件性能的核心诉求。 在光伏逆变器应用中，该...
在AlGaN/GaN射频HEMT上集成顶面低温钻石用于器件级冷却
Integration of top-side low-temperature diamond on AlGaN/GaN RF HEMT for device-level cooling
Rohith Soman · Mohamadali Malakoutian · Kelly Woo · Thomas Andres Rodriguez · Applied Physics Letters · 2025年5月 · Vol.126
本文报道了一种在AlGaN/GaN射频高电子迁移率晶体管（HEMT）上直接集成顶面低温合成钻石薄膜的技术，以实现器件级主动散热。通过在器件表面低温沉积高质量多晶钻石膜，显著提升了热导性能，有效降低了工作时的结温。实验结果表明，该集成方案在不牺牲射频性能的前提下，大幅改善了器件的热管理能力，延长了使用寿命并提高了功率稳定性。此方法为高功率密度微波器件的热调控提供了可行的片上解决方案。
解读: 该GaN HEMT顶面钻石散热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器件的高功率密度运行面临严峻的热管理挑战，该低温钻石集成方案可在不影响射频性能前提下显著降低结温，直接提升器件可靠性和功率稳定性。对于PowerTitan大型储能系统和1500V高...
一种基于dVDS/dt检测的具有自适应消隐时间生成的GaN HEMT短路保护电路
A GaN HEMT Short-Circuit Protection Circuit With Adaptive Blanking Time Generation Based on dVDS/dt Detection
Jiahui Lv · Yuan Yang · Yang Wen · Xingfeng Du 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的短路保护对电力电子系统的可靠性至关重要。传统的去饱和检测法依赖于固定的消隐时间，若设置过长会导致短路期间功率损耗增加，引发热积累。本文提出了一种基于漏源电压变化率（dVDS/dt）检测的自适应消隐时间生成电路，旨在优化保护响应速度，提升GaN器件在短路故障下的可靠性。
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要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。该研究提出的自适应短路保护技术，能够有效解决GaN器件在极端故障工况下的热应力问题，提升系统可靠性。建议研发团队关注该技术在下一代高频、高效率组串式逆变器及微型逆变器中的应用，通过优化驱动电路设计，在保证...
电磁脉冲诱导的GaN HEMT功率放大器失效分析
Electromagnetic Pulse Induced Failure Analysis of GaN HEMT Based Power Amplifier
Lei Wang · Changchun Chai · Tian-Long Zhao · Feng Wei 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文揭示了基于商用GaN HEMT的功率放大器（PA）模块在注入高功率电磁脉冲（EMP）后的性能退化及物理失效机制。通过系统性的阶梯脉冲注入实验，监测S参数等关键指标，确定了PA模块的退化与失效阈值。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文探讨的电磁脉冲（EMP）诱导失效机制，对提升公司功率模块在复杂电磁环境下的鲁棒性具有参考价值。建议研发团队关注宽禁带半导体在极端环境下的可靠性边界，优化驱动电路的抗干扰设计，以确保在iSolarCloud...
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...
具有原位GaN钝化层的p-GaN栅HEMT器件同步提升Baliga品质因数与动态导通电阻鲁棒性
In-situ GaN Passivation p-GaN Gate HEMT with Synchronously Improved Baliga’s Figure-of-merit and Superior Dynamic RON Robustness
Cheng Yu · Wanjun Chen · Guojian Ding · Fangzhou Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月
本文通过实验提出了一种采用原位氮化镓（GaN）钝化技术的新型 p 型 GaN 栅高电子迁移率晶体管（ISGP - HEMT），该晶体管可同步提高巴利加品质因数（B - FOM），并具有出色的动态导通电阻（$R_{ON}$）鲁棒性。ISGP - HEMT 的特点是在沟道区采用高电阻率的原位 GaN 钝化层，以线性化表面电位，这不仅能在关断状态下实现更均匀的电场分布，还能在导通状态下提高二维电子气（2DEG）密度。因此，该晶体管可同时实现击穿电压（$BV$）的提高和导通电阻（$R_{ON}$）的降低...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项原位GaN钝化p-GaN栅极HEMT技术具有重要的战略价值。该技术通过在沟道接入区引入高阻原位GaN钝化层，实现了表面电势线性化，在关断态优化电场分布的同时增强了导通态的二维电子气密度，这种双重优化机制使得器件的击穿电压和导通电阻同步改善，Baliga品质因数提升494...
缺陷演化对14 MeV中子辐照后AlGaN/GaN HEMT电学性能的影响
The impact of defect evolution on the electrical performance of AlGaN/GaN HEMT after 14-MeV neutron irradiation
Von Bardeleben · Van De Walle · China Machine Press · Applied Physics Letters · 2025年6月 · Vol.126
研究了14 MeV中子辐照及退火处理对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）电学性能与缺陷演化关系的影响。随着辐照注量增加，器件的漏极电流、跨导及载流子浓度显著下降，而反向栅泄漏电流上升。通过深能级瞬态谱技术分析发现，中子辐照引入了多个深能级缺陷，其浓度随注量增加而升高，且在退火过程中部分缺陷发生转化或湮灭。研究表明，位移损伤导致的点缺陷及其演化进程是电学性能退化的主要机制，为HEMT在辐射环境中的可靠性评估提供了重要依据。
解读: 该GaN HEMT中子辐照损伤机理研究对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。研究揭示的深能级缺陷演化规律可指导SG系列光伏逆变器、ST储能变流器及电动汽车驱动系统中GaN器件的可靠性设计。针对辐照引起的载流子浓度下降、栅泄漏增加等退化机制，可优化器件筛选标准和老化测试方案。退火处理对缺陷的修复效应...
一种动态两阶段栅极驱动器以释放GaN HEMT的快速开关潜力
A Dynamic Two-Stage Gate Driver for Unlocking the Fast-Switching Potential of GaN HEMT
Ji Shu · Jiahui Sun · Xinke Wu · Kevin J. Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
主流肖特基型 p - GaN 栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）的栅极端子，由于其安全工作的栅极电压裕量较窄，在快速开关瞬态过程中特别容易受到栅极电压振铃的影响。在这项工作中，提出了一种具有扩展栅极电压裕量和抑制栅极回路振荡/振铃的新型栅极驱动电路。该新设计基于一种动态两阶段导通过程，由一个 GaN 横向场效应整流器（L - FER） - 电阻对实现，该对可以根据实时栅极电压自适应地调整栅极充电速度，在初始导通阶段实现快速充电，而在栅极接近完全导通时实现缓慢充电。后一阶段有效地抑制了栅极回路振荡...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN HEMT的动态两级栅极驱动技术具有重要的战略价值。该技术通过GaN横向场效应整流器与电阻对的自适应组合，实现了栅极电压的动态调控，既保证了快速开关又避免了栅极过应力，这直接契合我司在高功率密度逆变器和储能变流器领域的核心技术需求。 在光伏逆变器应用中，Ga...
考虑非线性结电容的GaN HEMT桥臂串扰建模与分析
Modeling and Analysis of Bridge-Leg Crosstalk of GaN HEMT Considering Nonlinear Junction Capacitances
Binxing Li · Gaolin Wang · Shaobo Liu · Nannan Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管具有极快的开关速度和较低的阈值电压，在桥臂电路中可能导致同步续流管产生严重的误触发电压脉冲。为抑制该串扰现象，本文提出了一种考虑非线性结电容影响的串扰电压解析模型，为提升高频功率变换器的可靠性提供了理论支撑。
解读: GaN器件在高频化、小型化趋势下是阳光电源下一代高功率密度逆变器和微型逆变器的核心技术储备。该研究针对GaN桥臂串扰的建模分析，直接关系到公司在开发高频组串式逆变器及户用储能系统（如PowerStack）时，如何优化驱动电路设计以避免误触发，从而提升系统可靠性。建议研发团队将该解析模型集成至仿真平台...
一种用于释放GaN HEMT快速开关潜力的动态两级栅极驱动器
A Dynamic Two-Stage Gate Driver for Unlocking the Fast-Switching Potential of GaN HEMT
Ji Shu · Jiahui Sun · Xinke Wu · Kevin J. Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
主流肖特基型p-GaN栅极HEMT在快速开关过程中，因栅极电压裕度窄，极易产生振荡。本文提出了一种新型栅极驱动电路，通过扩展栅极电压裕度并抑制栅极回路振荡，有效提升了器件的开关性能与可靠性。
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功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为关键趋势。该研究提出的动态两级栅极驱动技术，能够有效解决GaN器件在高速开关下的电压振荡问题，提升系统EMC性能及可靠性。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研发中，评估该驱动方案，以进一...
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...
一种基于去饱和检测的GaN HEMT超快响应保护电路
A Simple Desaturation-Based Protection Circuit for GaN HEMT With Ultrafast Response
Ruoyu Hou · Juncheng Lu · Zhongyi Quan · Yun Wei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
针对GaN增强型高电子迁移率晶体管（GaN E-HEMT）在实际应用中面临的短路保护（SCP）挑战，本文提出了一种基于去饱和检测的超快响应保护电路。由于GaN器件开关速度极快，传统保护方法响应滞后，该研究通过优化检测机制，有效解决了GaN器件在高频应用中的短路保护难题，提升了系统可靠性。
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器件的应用前景广阔。该文提出的超快响应保护电路能有效解决GaN器件在极端工况下的可靠性瓶颈，对提升阳光电源下一代高频化、小型化逆变器及充电桩产品的安全性具有重要参考价值。建议研发团队关注该去饱和检测技术在驱动电路集成化设计...
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...
具有1.2 GW/cm² Baliga品质因数和高鲁棒性TDDB稳定性的高阈值电压三栅混合铁电栅堆叠GaN HEMT的实现
Demonstration of high threshold voltage Tri-gate hybrid ferroelectric gate stack GaN HEMT with 1.2 GW/cm2 Baliga's figure-of-merit and highly robust TDDB stability
Rahul Rai · Hung Duy Tran · Tsung Ying Yang · Baquer Mazhari 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年7月 · Vol.127
本文报道了一种基于三栅结构的混合铁电栅堆叠GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT），实现了高阈值电压、优异的击穿性能与可靠性。器件展现出1.2 GW/cm²的Baliga品质因数，表明其在高功率应用中的巨大潜力。同时，通过引入铁电材料增强栅控能力，有效提升了阈值电压稳定性。时间依赖介质击穿（TDDB）测试结果显示器件具有高度鲁棒的长期可靠性，满足功率电子器件的严苛要求。该结构为高性能、高可靠GaN功率器件的设计提供了新思路。
解读: 该高性能三栅混合铁电GaN HEMT技术对阳光电源功率变换产品具有重要应用价值。1.2 GW/cm²的Baliga品质因数和优异TDDB稳定性,可显著提升SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的功率密度与可靠性。其高阈值电压特性有助于简化驱动电路设计,适合应用于车载OBC等对体积要求严格的场景。该技...
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