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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...
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...
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，...
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...
在不影响开关性能的前提下保护GaN/SiC共源共栅器件中的SiC JFET免受栅极过应力
Protecting SiC JFET From Gate Overstress in GaN/SiC Cascode Device Without Compromising Switching Performance
Ji Shu · Jiahui Sun · Zheyang Zheng · Kevin J. Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
GaN/SiC共源共栅器件结合了GaN HEMT的快速开关特性与SiC JFET的高压雪崩能力。然而，LV GaN HEMT缺乏雪崩能力，导致共源共栅结构在瞬态下易受栅极过应力影响。本文提出了一种保护方案，在不牺牲开关性能的前提下，有效提升了该复合器件的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度逆变器及储能PCS产品线具有重要参考价值。随着公司向更高效率、更高功率密度的产品迭代，GaN/SiC共源共栅器件是实现高频化设计的关键路径。该研究提出的栅极保护方案能有效解决宽禁带半导体在极端工况下的可靠性瓶颈，有助于提升PowerTitan等储能系统及组串式逆变器在复杂...
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...
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...
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...
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...
基于物理的斜角场板GaN HEMT SPICE模型
Physics-Based SPICE Model of Slant Field Plate GaN HEMTs
Md Hasnain Ansari · Avinash Lahgere · Sheikh Aamir Ahsan · Yogesh Singh Chauhan · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
本文介绍了一种基于ASM - HEMT框架实现的、适用于带有倾斜场板（FP）的氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）的SPICE兼容紧凑模型。倾斜场板的几何形状对于优化电场分布和击穿性能至关重要，该模型将其近似为多级栅场板结构。研究表明，使用普通栅场板的传统高电子迁移率晶体管模型无法准确描述这些器件的电容特性。为克服这一局限性，在ASM - HEMT框架内开发了一种新的建模方法。该方法在保证计算效率的同时，确保了对器件行为的准确模拟。通过与TCAD仿真和实验数据进行验证，该模型在脉冲电流 ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对斜场板GaN HEMT器件的SPICE物理模型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的关键技术方向。 该模型的核心创新在于准确刻画斜场板结构对器件电容特性和击穿性能的影响。对于阳光电源而言，这...
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...
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...
重复短路应力下P-GaN HEMT电参数退化研究
Understanding Electrical Parameter Degradations of P-GaN HEMT Under Repetitive Short-Circuit Stresses
Sheng Li · Siyang Liu · Chi Zhang · Le Qian 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文研究了P-GaN栅HEMT在重复短路应力下的静态与动态电参数退化，并首次区分了其退化机理。研究表明，短路应力会对栅极区域和接入区域造成损伤，从而导致器件性能漂移。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及高频化充电桩产品中对功率密度要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文揭示的P-GaN HEMT在短路应力下的退化机理，对于优化阳光电源逆变器及充电桩的驱动电路保护策略、提升系统可靠性具有重要参考价值。建议研发团队在后续高频功率模块设计中，重点关注短路保护响应速度与器件...
一种基于磁耦合闭环控制的GaN HEMT有源栅极驱动器以抑制关断漏源电压过冲和EMI
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8月
与传统硅MOSFET相比，氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管具有更快的开关速度。在GaN HEMT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（EMI），限制了其可靠性与应用场景。本文提出了一种基于磁耦合闭环控制的GaN HEMT有源栅极驱动器，有效解决了上述问题。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能系统（如PowerStack）中对高功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为提升效率的关键。该技术通过有源驱动抑制电压过冲和EMI，能够有效降低逆变器输出滤波器的体积，提升系统集成度。建议研发团队关注该磁耦合闭环驱动方案，将其应用于下一代高频紧凑型组串式逆...
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...
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...
一种针对E-mode GaN HEMT的可靠超快速短路保护方法
A Reliable Ultrafast Short-Circuit Protection Method for E-Mode GaN HEMT
Xintong Lyu · He Li · Yousef Abdullah · Ke Wang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文提出了一种针对650V增强型氮化镓（E-mode GaN HEMT）的独特三步短路保护方法。该方法能快速检测短路事件，通过降低栅极电压提升器件短路耐受能力，并在确认故障后安全关断器件。实验结果表明，该方法有效提升了GaN器件在电力电子系统中的可靠性。
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功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用潜力巨大。该文提出的超快速短路保护技术解决了GaN器件短路耐受时间短的痛点，对于提升阳光电源高频化、小型化产品的可靠性具有重要参考价值。建议研发团队在下一代高效率、高功率密度逆变器及微型逆变器开发中，引入此类快速...
基于改进型GaN HEMT模型的GaN基TCM变换器死区时间能量损耗分析
Analysis of Dead-Time Energy Loss in GaN-Based TCM Converters With an Improved GaN HEMT Model
Yi Zhang · Wenzhe Xu · Yue Xie · Teng Liu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
针对GaN基三角电流模式（TCM）应用，死区时间对开关损耗影响显著。现有GaN HEMT模型多关注开关过程，缺乏对死区效应的充分考虑。本文分析了死区时间过长或不足下的开关瞬态特性，并提出改进模型以准确评估能量损耗。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型储能PCS中对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。TCM（三角电流模式）是实现高频软开关的关键技术，但死区时间控制直接影响效率上限。本文提出的改进型GaN模型有助于研发团队在设计高频DC-DC变换器时，更精确地优化死区参数，从而降低开关损耗，提升整机...
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...
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