作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

超结（SJ）通过多维静电工程打破了传统功率器件的性能极限。继在硅材料中取得商业成功后，最近在包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）和氧化镓（Ga₂O₃）等宽带隙（WBG）和超宽带隙（UWBG）半导体中也实现了超结结构。与基于本征 p - n 结的传统超结设计不同，在氮化镓和氧化镓中报道的垂直超结器件是基于包含异质 p 型材料的异质结构建的。这种异质超结对于难以实现双极掺杂的超宽带隙材料尤为有前景。在此，我们全面探讨了新兴异质超结器件的性能极限、设计和特性。在进行通用的性能极限分析之后，我们以超宽...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项异质超级结（Hetero-SJ）技术代表了功率半导体器件的重要突破方向，对我们的核心产品线具有战略意义。 在光伏逆变器和储能变流器领域，功率器件的性能直接决定系统效率、功率密度和成本竞争力。该论文展示的Ga2O3/NiO超级结二极管实现了2kV耐压和0.7 mΩ·cm...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1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<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/Ma...

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...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

与硅基器件相比，宽禁带（WBG）和超宽禁带（UWBG）半导体器件具有更高的击穿电压和更低的导通电阻，性能优越，使其在电能转换和通信领域极具竞争力。特别是，作为宽禁带半导体代表性材料之一的氮化镓（GaN）已发展到产业化阶段，而诸如氧化镓（Ga₂O₃）等新一代超宽禁带半导体在过去十年中成为电力电子应用领域的热门研究焦点。然而，这些先进半导体器件面临的主要挑战是热管理，尤其是在高功率应用中，热管理问题会导致器件电气性能严重下降和长期可靠性降低。因此，迫切需要有效的热管理技术。本文全面总结了宽禁带和超宽...

解读: 作为光伏逆变器和储能系统的核心供应商，阳光电源产品的功率密度提升与可靠性保障高度依赖于宽禁带半导体器件的热管理技术突破。该综述系统梳理的GaN、Ga2O3等宽禁带及超宽禁带半导体热管理技术，对我司新一代高功率密度逆变器和储能变流器的研发具有重要指导意义。 从业务价值看，这些器件级热管理技术直接关系...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1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...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

基于n型给体 - 受体（D - A）共轭共聚物的有机场效应晶体管（OFETs）处于有机电子学研究的前沿。然而，对其电荷传输的基本方面，特别是相关陷阱的理解仍然有限。在本研究中，我们发现基于N2200的n型OFETs的低频噪声（LFN）呈现1/f特性。漏极电流（$I_{\text {D}}$）的归一化功率谱密度，即（$S_{\text {Id}}$/$I_{\text {D}}^{2}$），与（$g_{\text {m}}$/$I_{\text {D}}$）²的变化情况相似，其中$g_{\text...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于n型有机场效应晶体管（OFETs）低频噪声特性的研究，为我们在新能源电力电子器件的可靠性评估和性能优化方面提供了重要的方法论参考。 该研究通过低频噪声（LFN）分析揭示了有机半导体器件中的陷阱态密度与性能退化机制，这与我们在光伏逆变器和储能变流器中面临的功率器件可...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1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...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

与传统反激式转换器相比，有源钳位（AC）反激式转换器因能降低开关损耗且体积小，在笔记本电脑、手机和便携式电脑等适配器领域极具吸引力。为消除光耦合器并简化结构，可进一步采用原边调节（PSR）有源钳位反激式转换器，其输出电压通常从转折点处的辅助绕组电压推导得出。然而，在高频有源钳位反激式转换器中，现有的转折点采样方法受寄生参数影响，无法实现高精度采样，导致输出偏差约为 5%。本文针对有源钳位反激式转换器提出了一种带有误差补偿策略的高精度原边调节恒压（CV）控制方法。该方法在副边绕组电流峰值点对辅助绕...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对有源钳位反激变换器的高精度原边控制技术具有重要的应用价值。该技术通过创新的峰值点采样和电流预测补偿策略，将输出电压精度提升至1.6%以内，相比传统膝点采样方法的5%偏差有显著改进，且无需光耦实现电气隔离，简化了电路结构。 对于阳光电源的产品线而言，这项技术在多个领...

作者未知 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月

碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的快速开关速度导致半桥结构中出现严重的串扰问题。目前最先进的串扰抑制方法存在以下局限性：忽略了共源电感引起的串扰；外部栅源电压采样无法正确反映串扰情况。为克服上述缺陷，本文提出一种新颖的串扰抑制方法，通过自动切换环路阻抗和驱动电压来抑制米勒电容和共源电感引起的串扰。此外，该方法能够基于内部栅源电压检测正确判断串扰类型。实验结果表明，在800 V/60 A的条件下，与无串扰抑制和仅采用有源米勒钳位的情况相比，所提方法在开通瞬态时可使串扰电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET离散器件串扰抑制的创新技术具有重要的应用价值。当前，我司在光伏逆变器和储能变流器产品中正加速推进SiC功率器件的应用，以提升系统效率和功率密度。然而，SiC MOSFET的高速开关特性在半桥拓扑中确实带来了严重的串扰问题，这直接影响器件可靠性和系...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1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 <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/...

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...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

状态监测技术可通过实时监测设备的退化过程并实施预测性维护，显著提高系统可靠性。截至目前，导通状态电压是碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）最实用的健康监测指标，而其在线提取技术是当前研究面临的一项挑战。现有的变流器级导通状态电压测量电路无法在较宽的温度范围内很好地保持低误差，且无法单独测量每个半导体的导通状态电压。为解决这些局限性，本文提出了一种具有定位功能的宽温度范围、高精度变流器级碳化硅 MOSFET 导通状态电压测量方法。首先，阐述了该方法在单相逆变器中...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET的导通压降在线监测技术具有重要的战略价值。作为核心功率器件，SiC MOSFET在我们的光伏逆变器和储能变流器中大量应用，其健康状态直接影响系统可靠性和运维成本。 该技术的核心创新在于实现了宽温域（25-100°C）下的高精度测量（误差≈0.0...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文提出了一种单输入、双输出数字栅极驱动器（DGD）集成电路，以解决两个并联碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）中器件特性变化问题以及印刷电路板（PCB）上寄生电感变化问题。本文在全球范围内首次实现了以下所有目标：1）在栅极驱动器集成电路上完全集成两个传感器输出处理电路、两个数字栅极驱动器以及检测和均衡两个并联碳化硅 MOSFET 漏极电流变化所需的控制器；2）在闭环中均衡每个 MOSFET 漏极电流的直流和浪涌分量；3）在总共四种条件下进行漏极电流均衡的演示...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单输入双输出数字栅极驱动IC技术具有重要的战略价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，SiC MOSFET并联应用已成为提升功率密度和效率的关键技术路径。当前业界面临的核心挑战正是该论文所针对的问题：器件特性差异和PCB寄生参数不一致导致的电流不均衡，这直接影...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

精确测量半导体器件的导通电阻是衡量各种应力因素如何影响宽禁带器件电气、热性能和长期可靠性的关键指标。监测导通电阻不仅有助于深入了解器件物理特性和退化机制，还可作为器件故障和老化的诊断先兆。这对于高压、快速开关器件（如宽禁带（WBG）半导体）尤为重要，因为在其运行过程中精确原位测量导通电阻对于评估器件的健康状态是必要的。此类测量需要高精度、高分辨率地监测器件电流和导通状态电压，同时要确保延迟最小且具备高压阻断能力。此外，这些测量应尽可能不受器件温度和负载条件变化的影响。本文介绍并深入分析了一种基于...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于共源共栅电流镜配置的导通电阻在线测量技术具有重要的战略价值。在我们的光伏逆变器和储能变流器产品中，SiC和GaN等宽禁带功率器件已成为提升系统效率和功率密度的核心器件。该技术能够实现高精度、高分辨率的导通电阻实时监测，这对于我们产品的可靠性管理和预测性维护体系具有直...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

具有高脉冲重复频率（PRF）和窄脉冲宽度的高压纳秒脉冲在高功率应用中得到了广泛应用。基于雪崩双极结型晶体管（ABJT）的M×N级马克思发生器电路（MBC）兼具结构简单和输出幅度高的优点，使其成为满足上述需求的有效脉冲发生器。然而，由于第一级ABJT的可靠性较差，传统M×N级MBC的脉冲重复频率未能得到有效提高。在这项工作中，通过仿真和实验分析并解释了由缓慢电压斜坡触发的第一级ABJT的易损特性。在此基础上，提出了一种带有触发加速电路（TAC）的改进型4×12级MBC。通过提高TAC产生的电压斜坡...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于雪崩晶体管的高频纳秒脉冲Marx发生器技术具有显著的潜在应用价值，特别是在功率电子器件测试、电磁兼容性验证以及先进电力电子系统开发等领域。 该技术实现了5.1 kV输出幅值、200 kHz重复频率和纳秒级脉冲宽度的突破，这对阳光电源在光伏逆变器和储能变流器的关键器...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

热网络模型为功率半导体器件的结温在线估计提供了一种间接且非侵入式的方法。目前，热网络模型参数主要从有限元模型中提取，或根据材料特性参数和几何尺寸计算得出。然而，随着功率模块老化，热网络模型的参数会发生变化，导致预设热网络模型估计的结温不准确。本文提出了一种用于功率模块长期结温监测的热网络模型，该模型考虑了冷却条件以及芯片之间的热耦合。通过测量运行工况中存在的待机状态下的结温冷却曲线，并利用人工智能算法的识别结果更新热网络模型的参数，实现了热网络模型与功率模块健康状态的同步，并对功率模块的老化程度...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项功率模块热网络模型原位参数辨识技术具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器等核心产品中，IGBT等功率半导体器件是决定系统可靠性和寿命的关键部件，其结温监测直接关系到设备的安全运行和预防性维护策略。 该技术的核心创新在于通过人工智能算法实时更新热网络模型参数，使模...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

感应电能传输（IPT）技术因其广泛的应用范围而备受关注，其中包括自主水下航行器（AUV）的无线充电。在充电过程中，即使AUV出现耦合失准的情况，IPT系统也需要提供稳定的输出功率。本文提出了一种基于三耦合线圈结构的双LCC补偿网络，以在失准和负载变化的情况下实现恒压（CV）输出。初级侧由三个与次级线圈耦合的输电线圈组成，线圈之间的互感会显著影响输出功率。通过优化线圈参数，该系统可以实现较宽的失准容限和稳定的CV输出。建立了数学模型，并获得了零电压开关（ZVS）特性。搭建了一个160瓦的样机来验证...

解读: 从阳光电源新能源业务布局来看，这项针对水下自主航行器（AUV）的无线充电技术具有重要的战略参考价值。该技术采用三耦合双LCC补偿网络，在高位置偏移容忍度下实现稳定恒压输出，其核心技术理念与我司在储能系统和电动汽车充电领域的技术方向高度契合。 从技术成熟度评估，该方案已完成160W原型验证，在轴向偏...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

在各种应用中，需要碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在第一和第三象限工作时具有并联浪涌电流能力。在第三象限工作期间，并联SiC MOSFET中的浪涌电流分布需要进一步研究。因此，本文建立了浪涌电流范围内不同栅极偏置下SiC MOSFET的源 - 漏电阻模型，揭示了浪涌电流条件下MOS沟道路径和体二极管路径之间的电流“竞争机制”。然后研究了器件参数差异对并联SiC MOSFET中浪涌电流分布的影响。研究发现，体二极管参数的差异在不同栅极偏置下对浪涌电流分布有显著影响，而M...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的核心应用场景来看，这项关于并联SiC MOSFET第三象限浪涌电流分布的研究具有重要的工程价值。在我们的大功率逆变器和双向储能变流器中，SiC MOSFET并联使用已成为提升功率密度和效率的关键技术路径，而第三象限运行（反向导通）正是这些设备在能量回馈、制动工况和电网...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

对于高容量应用而言，将多个碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）并联至关重要。然而，要实现并联器件栅极电路的完全对称颇具挑战，这会导致栅极电感不匹配，进而可能引发电流不平衡问题。本文着重研究在栅极电感不匹配的情况下阈值电压分散性的演变及其对均流演变的影响。研究发现，栅极电感不匹配会使阈值电压分散性随栅极应力时间的增加而增大，从而导致均流性能恶化。对一个由两个器件并联的升压转换器进行了测试，结果表明，包含下冲的最小关断栅极电压的差异是导致阈值电压分散性增大的主要诱因。此外，本...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于并联SiC MOSFET栅极回路电感失配的研究具有重要的工程应用价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，为实现更高的功率密度和效率，普遍采用多管并联技术。该论文揭示的栅极电感失配导致阈值电压分散性增加，进而引发电流不均衡的机理，直接关系到产品的长期可靠性和...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

对于高性能计算系统而言，电力传输正变得尤为关键。本文实现了一种具有高传输效率和系统计算性能的新型垂直电力传输（VPD）架构。通过盲孔/埋孔工艺制作了一块 12 - 1.83 V 的电压调节器（VR）板。基于 VR 板与主板的兼容设计，将该 VR 板直接与服务器主板组装在一起，形成了一个计算系统。静态输出和瞬态响应测试表明，VPD 原型具有卓越的稳定性。经证实，该原型的峰值效率和满载效率分别为 93.0% 和 91.5%，优于横向电力传输（LPD）以及以往的相关报道。这种 VPD 设计还能直接为中...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该垂直供电架构（VPD）技术虽然聚焦于高性能计算领域，但其核心理念与我们在光伏逆变器、储能系统中追求的高效功率转换目标高度契合。论文展示的12V至1.83V电压调节器通过盲埋孔工艺实现93%峰值效率和91.5%满载效率，这种垂直集成设计思路对我们的产品架构优化具有重要启发意...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

结温是碳化硅（SiC）半导体热管理和健康状态监测的关键参数。为了监测结温，基于温度敏感电参数（TSEP）的方法正受到越来越多的关注。在SiC MOSFET的温度敏感电参数中，关断延迟时间在较宽的温度范围内具有良好的线性度。然而，SiC MOSFET关断延迟时间的温度灵敏度较低。在现有关断延迟时间的解决方案中，通常通过增加栅极驱动电阻来延长关断延迟时间并提高温度灵敏度，但这会影响被测器件（DUT）的开关过程并增加开关损耗。为应对这些挑战，本文提出了一种新颖的基于关断延迟时间的实时结温监测方法。该方...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET结温实时监测技术具有重要的应用价值。当前，SiC功率器件已成为我司光伏逆变器和储能变流器的核心部件，其可靠性直接影响系统的整体性能和寿命。结温监测是实现热管理优化和故障预警的关键技术基础。 该论文提出的方法巧妙地解决了传统关断延迟时间法温度灵敏度低...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

具有双边物理隔离的双向电场耦合无线电能传输（EC - WPT）技术可实现电气设备之间的能量交互。原边和副边变换器产生的输出电压相位不同步会导致相对相位差周期性变化以及输出功率持续振荡等问题。因此，本文提出了一种基于自振荡模式的相位同步方法，该方法可容忍双向EC - WPT系统中耦合极板的偏移。该方法通过建立系统的频闪映射模型，分析耦合电容变化对软开关工作点的影响，并提供一个运行在最大幅频增益处的稳定谐振频率。基于自振荡原理，系统通过跟踪谐振电流的过零点自主驱动双边变换器，最终以稳定的谐振频率运行...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于自振荡模式的双向电场耦合无线电能传输（EC-WPT）相位同步技术具有显著的战略价值。该技术实现了物理隔离条件下的双向能量交互，这与我司在储能系统和电动汽车充电领域的核心需求高度契合。 在储能系统应用场景中，该技术可优化分布式储能单元间的能量调度。传统有线连接在复杂...