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并联SiC JFET在正向和反向导通模式下的强制电流均衡研究
Forced Current Balancing of Parallel-Connected SiC JFETs During Forward and Reverse Conduction Mode
Sotirios G. Kokosis · Ioannis E. Andreadis · Georgios E. Kampitsis · Pavlos Pachos 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文深入研究了最新一代垂直沟槽型碳化硅（SiC）结型场效应晶体管（JFET）在并联连接下的正向和反向导通特性。通过对增强型和耗尽型SiC JFET的静态与动态特性进行全面分析，探讨了电流均衡、可靠性及相关参数的影响，为高功率密度电力电子变换器的设计提供了理论支撑。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统中对高功率密度和高效率的要求不断提升，SiC器件的应用已成为核心竞争力。本文对SiC JFET并联均流特性的研究，对于优化大功率逆变器及PCS模块的功率器件并联方案具有重要参考价值。建议研发团队关注JFET在反向导通模式下的损耗特性，这有助...
基于4H-SiC的低噪声前端电荷耦合晶体管，用于0.9%辐射能量分辨率
4H-SiC-Based Low-Noise Front-End Charge Coupling Transistor for 0.9% Radiation Energy Resolution
Jiuzhou Zhao · Weizong Xu · Hao Qu · Dong Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
本简报提出了一种基于宽带隙碳化硅（SiC）的方法，用于前端电子应用中的低噪声电荷耦合晶体管，可对α粒子进行精确检测并实现良好的能量分辨率。通过采用双栅外延结构设计的联合构建技术，减轻了沟道与底栅之间的电容耦合和电荷泄漏，同时结合蚀刻损伤修复以及干 - 湿 - 干氧化钝化制造工艺，制备出了 4H - SiC 结型场效应晶体管（JFET）。该晶体管室温泄漏电流约为 0.1 pA，输入电容密度低至 0.285 fF/μm²，输出电导低至 10⁻⁶ S，在 1 kHz 时实现了 1.1×10⁻¹⁹ A²...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC的低噪声前端电荷耦合晶体管技术虽然聚焦于辐射探测领域，但其底层技术突破对我们的核心业务具有重要的延伸价值。 **技术关联性分析**：该研究在SiC JFET器件上实现的突破——极低漏电流（~0.1 pA）、超低输入电容密度（0.285 fF/μm²）和...
由单个GaN HEMT控制并联SiC JFET构建的1200V/22mΩ常闭型SiC/GaN共源共栅器件的静态与动态特性
Static and Dynamic Characteristics of a 1200-V/22 -mΩ Normally-Off SiC/GaN Cascode Device Built With Parallel-Connected SiC JFETs Controlled by a Single GaN HEMT
Gang Lyu · Jiahui Sun · Jin Wei · Kevin J. Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种SiC-JFET/GaN-HEMT混合功率开关。通过单个低压增强型GaN-HEMT控制多个并联的高压1200V SiC-JFET，实现了共源共栅（Cascode）配置下的电流容量扩展，且仅需一套驱动电路，简化了高功率密度变换器的设计。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统具有重要价值。通过SiC与GaN的混合封装，可有效提升1200V电压等级下的功率密度与开关效率，降低系统损耗。建议研发团队关注该共源共栅结构在多路并联应用中的均流特性与热管理，这有助于进一步缩小逆变器与PCS模块的体积，提升整机效率，特别是...
一种具有穿通型NPN结构的新型SiC MOSFET以提升反向性能
A Novel SiC MOSFET With a Reach-Through NPN Structure for Enhancing Reverse Performance
Shan Lu · Dong Liu · Yi Kang · Xiaolong Lu 等5人 · IET Power Electronics · 2025年6月 · Vol.18
提出并利用Sentaurus TCAD仿真验证了一种集成穿通型JFET结构的SiC MOSFET。通过MATLAB bvp4c分析穿通电场模型，揭示了电子分布、穿通电场及电子加速机制。仿真结果表明，该结构可提供更宽且单向的反向导通电流路径，并降低导通压降VON，使开关开通和关断损耗分别降低53.4%和8.9%，反向导通电流路径宽度提升91%。因此，RT-MOS在高功率与高频应用中具备显著竞争力。
解读: 该穿通型NPN结构SiC MOSFET技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。反向导通性能提升91%和开关损耗降低53.4%，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的三电平拓扑设计中，优化双向功率流控制效率。在电动汽车驱动产品线，该技术可提升OBC充电机和电机驱动器的双向能量传输能力，降...
基于半物理的SiC MOSFET电路仿真模型，可外推至高温
Semi-Physics-Based SiC MOSFET Circuit Simulation Model Capable of Extrapolation to High Temperatures
Takeru Suto · Akira Inoue · Haruka Shimizu · Yuki Mori · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月
本研究开发了一种能够预测包括短路情况在内的超高温运行的碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）电路仿真模型。推导了一种将MOS和结型场效应晶体管（JFET）组件相结合的基本结构，从而能够重现短路事件期间的限制过程。此外，还纳入了基于物理原理的体声子散射、库仑散射、表面声子散射和界面粗糙度散射模型。同时还建立了受陷阱影响的可移动电荷载流子模型，使得能够基于低温拟合来外推超高温行为。结果表明，该模型不仅可以预测静态和开关特性，还能预测短路特性。该模型有望对诸如短路保护...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项SiC MOSFET半物理仿真模型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的可靠性直接影响产品性能和系统安全性。该模型通过整合物理散射机制和陷阱载流子模型，实现了从低温数据外推至超高温工况的预测能力，这对于我们在极端环境下的产...
一种具有自驱动电子积累层的新型4H-SiC/金刚石超结MOSFET，实现极低比导通电阻
A Novel 4H-SiC/Diamond SuperJunction MOSFET With Self-Driving Electron Accumulation Layer Realizing Extremely Low Ron,sp
Bo Yi · JunFeng Duan · Qian Zhang · ShengNan Zhu 等7人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月 · Vol.47
本文提出一种基于4H-SiC/金刚石超结结构并集成自驱动电子积累层（SD-EAL）的新型MOSFET，通过TCAD仿真验证其在1.6 kV耐压下比导通电阻低至0.75 mΩ·cm²，较传统超结降低36%，优值提升94%。
解读: 该器件显著优化高压SiC功率模块的导通损耗与功率密度，可直接赋能阳光电源ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器中主功率开关的升级换代。建议在下一代1500V+高压平台产品中开展SiC/金刚石复合超结器件的封装适配与可靠性验证，优先用于高功率密度户用及工商业光储一体机，以提升系统效...
堆叠式强耦合GaN/SiC级联器件及其快速开关与可回收强dv/dt控制
Stacked Strongly Coupled GaN/SiC Cascode Device With Fast Switching and Reclaimed Strong dv/dt Control
作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月
我们提出了一种氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN - HEMT）/碳化硅结型场效应晶体管（SiC - JFET）共源共栅器件，该器件用高质量的氮化镓二维电子气（2DEG）沟道取代了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）中对性能和可靠性限制最大的低迁移率MOS沟道。与SiC MOSFET相比，GaN/SiC共源共栅器件的p - GaN栅极堆叠结构具有更低的栅极电荷 ${Q}_{\text {G}}$ 、热稳定的阈值电压 ${V}_{\text {TH}}$ 、更小的比导通电阻 $...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN/SiC共栅极级联器件技术具有重要的战略价值。该技术通过将GaN HEMT的高质量二维电子气沟道与SiC JFET结合，有效规避了传统SiC MOSFET低迁移率MOS沟道的性能瓶颈，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品线具有显著的性能提升潜力。 该技术的核心优...
线性与方形元胞SiC MOSFET单粒子响应对比研究
Comparison of the Single-Event Response for SiC MOSFETs With Linear and Square Cells
Xiaoping Dong · Qian Xu · Yao Ma · Mingmin Huang 等13人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2026年1月 · Vol.73
本文对比了方形与线性元胞结构SiC MOSFET在1443 MeV ¹⁸¹Ta离子辐照下的单粒子效应（SEE）敏感性。发现方形元胞因p-base/n⁻结尖角引发电流聚集和强电热耦合，更易失效；线性元胞电流分布更均匀，抗辐射能力更强。提出圆形电极方形元胞结构，在维持低导通电阻的同时缓解电流拥挤。
解读: 该研究对阳光电源面向航天、深空及高可靠性场景的功率器件选型具有重要参考价值。SiC MOSFET是ST系列PCS、PowerTitan储能系统及组串式逆变器核心开关器件，其抗辐射鲁棒性直接影响极端环境（如低轨卫星供电、空间站能源系统）下设备寿命与故障率。建议在下一代高可靠性光伏/储能变流器中优先采用...
各种4H-SiC MOSFET和JBS二极管C-V曲线中突降现象的调整
Adjustment of Abrupt Drops in the C-V Curves of Various 4H-SiC MOSFETs and JBS Diodes
Ruei-Ci Wu · Kung-Yen Lee · Pei-Chun Liao · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
本研究表明，通过设计 P 型区域、N 型结型场效应晶体管（JFET）区域和 N 型漂移区域的浓度和结构，可以调节平面金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）和无 P 柱的结势垒肖特基（JBS）二极管的电容 - 电压（C - V）曲线中突变下降对应的电压。当上部 N 型区域的浓度远高于下部 N 型区域，且宽度比下方 N 型区域的宽度窄时，MOSFET 和 JBS 的 C - V 曲线均会出现突变下降。从测量结果来看，在本研究中，当上部 N 型区域的浓度是下部 N 型区域浓度的 5 ...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于4H-SiC MOSFET和JBS二极管C-V特性优化的研究具有重要的战略价值。碳化硅功率器件是光伏逆变器和储能变流器的核心组件，直接影响系统效率、功率密度和可靠性。 该研究通过精确设计P型区、N型JFET区和N型漂移区的掺杂浓度与结构，实现了对C-V曲线突降电压...
一种具有周期性接地沟槽底部屏蔽结构的新型1200 V 4H-SiC沟槽MOSFET的设计与制造
Design and Fabrication of a Novel 1200 V 4H-SiC Trench MOSFET With Periodically Grounded Trench Bottom Shielding
作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
本文设计并通过实验验证了一种在沟槽底部具有周期性接地 p 型屏蔽区（P⁺SLD）的碳化硅（SiC）沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（PGP - TMOS）。沟槽两侧存在深注入 P⁺（DP）区域，且 P⁺SLD 通过与 DP 区域周期性连接实现接地。因此，PGP - TMOS 有两种不同的示意性横截面视图。P⁺SLD 和 DP 区域共同提高了栅氧化层的鲁棒性。引入了外延电流扩展层（CSL）以改善器件性能。二维数值模拟结果表明，与具有浮动 P⁺SLD 的沟槽 MOSFET（FP - TMOS）相比，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1200V 4H-SiC沟槽MOSFET技术具有显著的战略价值。该器件通过周期性接地的沟槽底部屏蔽结构（PGP-TMOS），成功将栅极氧化层峰值电场降低50.77%，同时保持击穿电压和导通电阻基本不变，这直接契合我们在光伏逆变器和储能变流器中对功率器件高可靠性、低损耗的...
1.2 kV 4H-SiC MOSFET在重复短路测试下静态与动态特性的退化机制
Degradation mechanisms for static and dynamic characteristics in 1.2 kV 4H-SiC MOSFETs under repetitive short-circuit tests
Ying Ji · Linna Zhao · Shilong Yang · Cunli Lu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年6月 · Vol.226
本文通过在栅源电压（VGS,OFF/VGS,ON）分别为−4/+15 V、−4/+19 V和0/+19 V条件下进行重复短路（RSC）测试，研究了1.2 kV 4H-SiC MOSFET的退化行为。结合实验与仿真结果发现，在雪崩过程中栅氧化层中捕获的电子或空穴是导致静态参数退化的主要机制。在VGS,OFF/VGS,ON = −4/+19 V条件下，经过240次短路（SC）测试后，阈值电压VTH和导通电阻RDS,ON分别增加了0.4 V和3.0 mΩ；在0/+19 V条件下分别增加了0.45 V和...
解读: 该研究揭示SiC MOSFET短路退化机理对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器至关重要。栅极氧化层电荷陷阱导致阈值电压漂移和导通电阻增加，直接影响功率器件可靠性。研究发现负偏压门极驱动(-4V)可显著改善短路耐受性，为PowerTitan储能系统和充电桩产品的SiC驱动电路优化提供依据。建议...
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