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一种用于电池充电应用的CMOS工艺实现的开关电感混合降压DC-DC变换器
A Switching-Inductor Hybrid Step-Down DC-DC Converter for Battery Charger Applications Implemented in CMOS Process
Mina Shin · Seongil Yeo · Seunghoon Lee · Kunhee Cho · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文介绍了一种专为电池充电器应用设计的开关电感混合式直流 - 直流转换器，该转换器以 5 V 为输入，输出范围为单节电池电压（3 - 4.3 V）。与传统的降压转换器和三电平降压转换器相比，这种混合式转换器有效降低了电感电流的均方根值，从而在保持高效率的同时能够使用紧凑型电感。该设计采用 180 nm 互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺制造，且仅使用 CMOS 器件实现。为了在无需高压横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS）晶体管的情况下实现高达 8.6 V 的高压操作，本文提出了一种电平位移栅...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项开关电感混合型降压DC-DC转换器技术在储能系统和电动汽车充电领域具有显著应用价值。该技术针对单节电池充电场景（3-4.3V输出），通过创新的拓扑结构有效降低了电感有效值电流，这与我们在储能系统BMS（电池管理系统）和光储一体化解决方案中对高效率、小型化电源管理的需求高...
一种用于磁谐振A4WP应用、采用共享DLL的高效6.78-MHz有源整流器无线电能接收单元设计
A Design of a Wireless Power Receiving Unit With a High-Efficiency 6.78-MHz Active Rectifier Using Shared DLLs for Magnetic-Resonant A4 WP Applications
Hyung-Gu Park · Jae-Hyeong Jang · Hong-Jin Kim · Young-Jun Park 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文提出了一种用于磁谐振无线充电（A4WP）的全CMOS无线电能接收单元（WPRU），包含高效6.78-MHz有源整流器和DC-DC变换器。通过引入延迟锁定环（DLL）技术，该整流器显著提升了谐振无线充电系统的能量转换效率。
解读: 该技术主要针对高频无线充电领域，与阳光电源现有的电动汽车充电桩业务（主要为有线直流快充和交流充电）存在技术路径差异。虽然目前无线充电并非公司核心业务，但该研究中关于高频有源整流及DLL控制技术，对于提升未来小型化、高功率密度电力电子变换器的效率具有参考价值。建议关注其在低功率辅助电源或未来车端无线充...
一种基于氮化镓的低功耗高扇出能力混合逻辑电路
A GaN-Based Hybrid Logic Circuitry With Low Power Consumption and Enhanced Fan-Out Capability
Shaoyan Ma · Qimeng Jiang · Sen Huang · Xinhua Wang 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
提出了一种基于氮化镓（GaN）的混合逻辑电路结构，旨在缓解开关速度与静态功耗之间的权衡关系。该结构结合自举输出级与CMOS偏置级，在保持传统CMOS低静态功耗的同时显著提升驱动能力。基于商用p-GaN帽层GaN-on-Si平台制备了GaN n沟道与p沟道器件并提取模型。仿真结果表明，相较于传统CMOS电路，该混合逻辑电路具有更高的扇出能力、更强的电流输出能力、更快的转换速度和更小的芯片面积；在多级驱动电路中，传播延迟降低五倍而芯片面积未增加，为解决GaN p沟道器件低电流密度问题提供了有效途径，...
解读: 该GaN混合逻辑电路技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。其低功耗高扇出特性可直接应用于SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的栅极驱动电路，解决GaN器件高速开关控制难题。传播延迟降低五倍的优势可提升1500V高压系统的开关频率，减小磁性元件体积，提高功率密度。该混合逻辑架构为阳光电源车载OBC和电...
一种基于自适应恒定导通时间控制的混合多电平DC-DC变换器，适用于锂电池电压输入并具有低杂散输出
An Adaptive Constant-on-Time-Controlled Hybrid Multilevel DC–DC Converter Operating From Li-Ion Battery Voltages With Low Spurious Output
Hamed Abbasi Zadeh · Hossein Rahmanian Kooshkaki · Kang-Yoon Lee · Patrick P. Mercier · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
本文介绍了一种多电平混合即插即用DC-DC变换器，能够将2.7–4.5 V的锂电池输入电压转换为0.6–1.3 V的片上系统电压。该变换器在65nm CMOS工艺下设计，输出杂散低至-53.5 dBm，开关频率波动仅为0.13%，峰值效率达88.6%，功率密度为0.061 W/mm2。
解读: 该文献探讨了基于CMOS工艺的低压、高功率密度多电平DC-DC变换技术，主要面向芯片级电源管理。虽然阳光电源的核心业务集中在兆瓦级光伏逆变器、大容量储能系统（如PowerTitan）及风电变流器等高压大功率领域，与该芯片级低压应用场景存在差异，但其提出的自适应恒定导通时间（COT）控制策略及多电平拓...
包含PMU和太阳能电池在同一基板上的微能量采集系统，实现2.38 nW冷启动及高达10 μW输入功率范围的连续MPPT
Micro-Energy Harvesting System Including a PMU and a Solar Cell on the Same Substrate With Cold Startup From 2.38 nW and Input Power Range up to 10 $\mu$W Using Continuous MPPT
Esteban Ferro · Victor Manuel Brea · Paula Lopez · Diego Cabello · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
本文提出了一种电源管理单元（PMU），与1 mm²太阳能电池集成在同一基板上，将采集电压提升至1.1 V以上。该系统采用0.18 μm CMOS工艺制造，总面积为1.575 mm²。PMU可在2.38 nW的极低输入功率下实现冷启动，并具备连续MPPT功能，无需外部启动辅助。
解读: 该文献探讨了极低功率（纳瓦级）下的能量采集与电源管理技术，主要应用于微型传感器或物联网节点。对于阳光电源现有的光伏逆变器（组串式、集中式）及储能系统（PowerTitan等）而言，其功率等级差异巨大，直接应用场景有限。然而，该技术中关于超低功耗冷启动和片上集成MPPT的电路设计思路，可为阳光电源iS...
先进亚90纳米节点工艺中高压CMOS器件的实现与研究
Implementation and investigation of high voltage CMOS device in advanced Sub-90 nm node processes
Xin Huang · Yintong Zhang · Zhaozhao Xu · Ziquan Fang 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年10月 · Vol.228
摘要 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）器件的持续微缩加剧了短沟道效应（SCEs），例如热载流子注入（HCI）和阈值电压滚降，从而损害了器件的电学性能。尽管轻掺杂漏（LDD）工艺在现代CMOS制造中被广泛采用，但传统方法在先进工艺节点下难以维持良好的性能表现。本研究提出了一种新颖的高能量LDD技术，能够在不引入额外制造复杂性的前提下克服上述限制。通过严格的TCAD仿真验证，所提出的工艺展现出增强的器件稳定性以及改善的电学特性，包括更低的击穿电压波动、更优的阈值电压控制能力，以及更高的开...
解读: 该高压CMOS器件技术对阳光电源功率半导体应用具有重要参考价值。先进的LDD工艺可提升SiC/GaN驱动芯片的耐压特性和开关性能,直接优化ST系列PCS和SG系列逆变器中的功率器件可靠性。改进的短沟道效应控制技术可降低三电平拓扑中IGBT驱动电路的热载流子注入风险,提升1500V高压系统长期稳定性。...
探索面向未来技术节点的硅纳米片CMOS反相器有前景架构
Finding a Promising CMOS Inverter Architecture With Silicon Nanosheet for Future Technology Node
Anjali Goel · Akhilesh Rawat · Brajesh Rawat · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年3月
在本研究中，我们系统地探究了基于硅纳米片（NSH）的互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器的静态和动态性能，这些反相器包括互补场效应晶体管（CFET）、叉片式（FSH）和标准堆叠纳米片（s - NSH）结构，适用于5纳米及更先进的技术节点。CMOS反相器的性能分析是通过在完全校准的技术计算机辅助设计（TCAD）模拟中进行三维工艺模拟完成的，该模拟基于玻尔兹曼输运方程和泊松方程的自洽求解，并包含量子和迁移率修正项。我们的研究结果表明，在1纳米技术节点下，与s - NSH反相器相比，CFET反相器取...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于硅纳米片CMOS逆变器架构的研究虽然聚焦于半导体制程技术，但其底层创新对我们的核心产品具有重要的间接价值。需要明确的是，论文中的"inverter"指的是数字逻辑电路中的反相器，而非我们的光伏逆变器产品，但其技术突破对我们的功率电子控制系统具有战略意义。 该研究展...
基于FinFET的逻辑兼容低电压线性注入模拟存储器
FinFET-Based Logic-Compatible Low-Voltage Linear-Injection Analog Memory
Hsin-Hung Yeh · Min-Hsun Chuang · Jiaw-Ren Shih · Chrong Jung Lin 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本研究介绍了一种基于浮栅反相器的先进模拟存储单元架构，该架构采用鳍式场效应晶体管（FinFET）技术节点实现。该存储单元集成了一个互补金属氧化物半导体（CMOS）逻辑门，其模拟电平直接受浮栅中存储电荷量的影响。这种独特的共享浮栅配置能够对所存储的模拟值进行精确控制，与传统设计相比，可实现更宽范围的信号电平。互补设计方法进一步增强了存储单元的灵活性和鲁棒性，使其能够采用多种读出方法，且这些方法对工艺和工作条件的变化具有较强的适应性。此外，本研究成功展示了模拟电平的脉冲控制调制，以及针对该结构设计的...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于FinFET工艺的浮栅模拟存储技术具有显著的战略价值。在光伏逆变器和储能系统的核心控制领域，该技术所展现的低功耗、高精度模拟信号存储能力，可为我们的产品带来多维度性能提升。 具体而言，该技术的共享浮栅架构能够实现更宽的模拟信号范围和精确的电荷控制，这对于逆变器中的...
基于同质单层WSe₂沟道与极性调控的低功耗CMOS反相器
Low-Power CMOS Inverter Using Homogeneous Monolayer WSe₂ Channel With Polarity Control
作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年4月
尽管创新技术节点的性能指标持续快速提升，能效却未能同步改善。本文成功构建了一种基于同质单层二硒化钨（WSe₂）沟道并实现极性调控的低功耗CMOS反相器。通过精确调控接触界面势垒和栅介质，实现了n型与p型晶体管在同一材料上的兼容集成，显著降低了功耗。该器件展现出优异的开关特性与高噪声容限，为二维材料在超低功耗数字电路中的应用提供了可行路径。
解读: 该低功耗CMOS反相器技术对阳光电源储能系统和光伏逆变器的控制电路优化具有重要价值。基于WSe₂单层材料的极性调控技术可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的数字控制芯片设计，显著降低控制电路静态功耗。其优异的开关特性和高噪声容限特别适合PowerTitan大型储能系统的分布式控制单元，可在...
不同测试结构在超低比接触电阻提取中的比较评估：综述
A Comparative Evaluation of Different Test Structures for the Extraction of Ultralow Specific Contact Resistivity: A Review
Xianglie Sun · Xu Chen · Jun Luo · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年10月
接触电阻（$R_{c}$）在先进的互补金属氧化物半导体（CMOS）晶体管的导通电阻中占很大比例。随着CMOS器件不断小型化，降低$R_{c}$成为一项关键挑战，这使得降低比接触电阻率（$\rho _{c}$）变得愈发迫切。当$\rho _{c}$值已降至低于$10^{-9}~\Omega \cdot$cm²范围时，要准确可靠地提取如此超低的$\rho _{c}$，就需要开发先进的测试结构。在这篇综述中，详细研究了传统的传输线模型（TLM）和圆形传输线模型（CTLM）测试结构。此外，还讨论了基于C...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于超低接触电阻率测量技术的论文虽然聚焦于CMOS半导体领域，但其核心技术原理对我们的功率半导体器件开发具有重要借鉴意义。 在光伏逆变器和储能系统中，功率器件（如IGBT、SiC MOSFET）的接触电阻直接影响导通损耗和系统效率。随着我们向更高功率密度、更高转换效率...
掺杂分离型隧穿场效应晶体管自对准漏极欠重叠结构变异行为的分析与表征方法
Analysis and Characterization Approach of Variation Behavior for Dopant-Segregated Tunnel FETs With Self-Aligned Drain Underlap
Kaifeng Wang · Qianqian Huang · Ru Huang · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
新型掺杂分凝隧道场效应晶体管（DS - TFET）最近被提出，并在标准互补金属氧化物半导体（CMOS）基线平台上通过实验证明是一种很有前途的低功耗器件。在本文中，为实现大规模生产，我们评估了DS - TFET的变异特性，并仔细研究了其物理机制。与传统隧道场效应晶体管不同，研究发现隧道结的掺杂梯度（TDG）和漏极非重叠区的电气长度（ ${L}_{\text {und}}$ ）是两个主要的随机变异源，并且 ${L}_{\text {und}}$ 的额外变异导致了 $\sigma {I}$ on和 $...
解读: 该DS-TFET低功耗器件技术对阳光电源功率电子产品具有重要参考价值。文中提出的变异行为分析方法可应用于SiC/GaN功率器件的工艺一致性评估，特别是ST储能变流器和SG光伏逆变器中的驱动芯片设计。自对准漏极欠重叠结构的工艺参数统计分析方法，可借鉴用于功率模块的制造可靠性评估与良率提升。阈值电压与导...
sThing：基于可配置环形振荡器PUF的硬件安全与回收芯片检测新方法
sThing: A Novel Configurable Ring Oscillator Based PUF for Hardware Security and Recycled IC Detection
Saswat Kumar Ram · Sauvagya Ranjan Sahoo · Banee Bandana Das · Kamalakanta Mahapatra 等5人 · IEEE Access · 2024年12月
环形振荡器RO广泛用于解决不同硬件安全问题。例如，基于RO的物理不可克隆函数PUF为密码应用生成安全可靠密钥，基于RO的老化传感器用于高效检测回收IC。本文使用带两个电压控制信号的CMOS反相器设计可配置RO（CRO）。通过控制信号，所提CRO可加速和降低老化对振荡频率的影响。CRO的这一关键特性使其适用于PUF和基于RO的传感器。在90nm CMOS工艺中评估所提改进架构即CRO PUF和CRO传感器的性能。CRO的老化容忍特性增强了CRO PUF的可靠性，老化加速特性提升了回收IC检测率。最...
解读: 该物理不可克隆函数技术对阳光电源芯片级安全具有重要意义。阳光储能变流器和光伏逆变器采用大量功率器件和控制芯片，面临芯片回收和仿冒风险。该CRO PUF技术可集成到阳光定制芯片的安全模块，生成唯一硬件指纹用于设备认证和固件加密。在供应链管理中，该老化传感器技术可检测回收功率器件，保证产品质量和可靠性。...
0.18-μm光能采集电池辅助充电器-电源CMOS系统
0.18-μm Light-Harvesting Battery-Assisted Charger–Supply CMOS System
Rajiv Damodaran Prabha · Gabriel A. Rincon-Mora · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文提出了一种基于0.18-μm CMOS工艺的光能采集电源管理系统，旨在为医院、工厂及农场的无线微传感器供电。该系统利用光伏电池的高能量密度优势，结合电池辅助充电机制，有效解决了微传感器长期运行的能源供给难题，实现了高效的能量转换与管理。
解读: 该文献聚焦于微瓦级低功耗集成电路设计，与阳光电源目前主营的兆瓦级光伏逆变器及大容量储能系统（如PowerTitan系列）在功率等级和应用场景上存在较大差异。然而，其核心的能量采集与电池管理协同控制逻辑，对阳光电源iSolarCloud智能运维平台下的无线传感器节点优化、以及未来户用光伏系统中微型化、...
CMOS反相器在红外激光脉冲下瞬态电流的理论模型及其在FDSOI技术中导致位翻转的研究
Theoretical Model of Transient Current in CMOS Inverter Under IR Laser Pulse Responsible of Bitflip in FDSOI Technology
L. Pichon · L. Le Brizoual · H. Djeha · E. Ferrucho Alvarez 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
提出了一种激光照射下MOS晶体管中感应瞬态光电流的理论模型，用于预估引发位翻转所需激光的入射功率面密度。该模型基于激光与半导体材料（硅）相互作用的物理效应，考虑了激光特性、硅的物理性质以及几何和工艺参数。结果凸显了体积效应，较厚的有源层会产生更多的电子 - 空穴对，从而使光电流水平更高，这使得这些结构对脉冲红外激光的故障注入更为敏感，特别是对于传统体CMOS技术和基于鳍式场效应晶体管（FINFET）的全耗尽绝缘体上硅（FDSOI）技术而言。这个理论模型与基于光电晶体管的电气模型相结合，是一种很好...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于CMOS逆变器在红外激光脉冲下瞬态电流理论模型的研究，对我们的光伏逆变器和储能系统的功率半导体安全性具有重要警示意义。 该研究揭示了激光诱导光电流可能导致FDSOI技术中的位翻转现象，这直接关系到我们产品中功率控制芯片的可靠性。研究发现，较厚有源层会产生更高的光电...
多电源轨低压CMOS电源管理中的非对称交错技术
Asymmetric Interleaving in Low-Voltage CMOS Power Management With Multiple Supply Rails
Marcel Schuck · Aaron D. Ho · Robert C. N. Pilawa-Podgurski · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文提出了一种针对多相电源转换器的非对称交错技术，旨在降低便携式电子设备和计算机中多异构电源轨的输入电流纹波。通过对各相进行非对称交错控制，该方法能有效降低输入电流纹波，优于传统的对称交错技术。
解读: 该技术主要应用于低压、多轨的集成电路电源管理领域，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能PCS及风电变流器等大功率电力电子产品在应用场景和功率等级上存在较大差异。虽然其非对称交错控制逻辑在降低输入电流纹波方面的理论对提升变换器效率有参考价值，但阳光电源的产品线更侧重于高压、大电流的功率转换。建议关注该技术...
集成降压转换器与自故障检测功能的单芯片有源EMI滤波器用于传导干扰抑制
One-Chip Active EMI Filter With Integrated Buck Converter and Self-Malfunction Detection for CE Noise Reduction
Sangyeong Jeong · Jingook Kim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种单芯片有源EMI滤波器（AEF），集成了EMI管理IC（EMIC）和电源管理IC（PMIC）。该芯片采用0.18μm BCD工艺制造，通过片内集成的Buck转换器实现高效供电，并具备自故障检测功能，有效提升了电力电子系统在传导干扰（CE）抑制方面的集成度与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。随着功率密度不断提升，EMI设计成为系统小型化的瓶颈。该单芯片集成方案（AEF+PMIC）能显著减小滤波器体积，优化PCB布局，降低高频传导干扰。特别是其内置的自故障检测功能，契合阳光电源对产品高可靠性的要求，建议在下一代高频化、小型化...
一种用于全集成DC-DC降压转换器的快速开关桥选择方法
A Rapid Switch Bridge Selection Method for Fully Integrated DCDC Buck Converters
Kim B. Ostman · Jani K. Jarvenhaara · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年8月
本文提出了一种在特定CMOS工艺下，针对同步降压转换器开关桥拓扑及器件的最优选择方法。该方法旨在实现最大功率效率，适用于DC-DC转换器与负载集成在同一芯片且工作点恒定的应用场景。其核心思想是避免了繁琐的穷举搜索，通过快速评估实现最优设计。
解读: 该研究关注芯片级DC-DC转换器的效率优化与拓扑选型，对于阳光电源的户用光伏逆变器及iSolarCloud智能运维平台中的辅助电源设计具有参考价值。随着功率密度提升，控制芯片与驱动电路的集成度要求日益增加，该方法可辅助研发团队在设计高集成度辅助电源时，快速筛选最优开关桥方案，从而提升整机能效。建议在...
一种集成自健康监测传感器与多源能量收集电路的射频功率放大器
An RF Power Amplifier Integrated With the Self-Health Monitor Sensor and Multisource Energy Harvesting Circuit
Min Sun · Xiaoping Liao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年2月
本文提出了一种1.76 mm × 1.76 mm的电路系统，采用0.18-μm RF CMOS工艺制造。该系统集成了射频功率放大器（PA）、热电堆传感器、多源能量收集电路及能量组合电路，实现了功率晶体管的自健康监测功能。
解读: 该文献探讨的芯片级自健康监测技术与多源能量收集方案，在当前阳光电源的核心业务（光伏逆变器、储能PCS）中属于前沿探索领域。虽然该研究聚焦于射频PA，但其“集成传感器实现自健康监测”的设计思路对阳光电源的功率模块（如IGBT/SiC模块）可靠性提升具有参考价值。建议研发团队关注该技术在功率器件结温监测...
最低输入电压CMOS单电感升压充电器：设计、限制与验证
Lowest-vIN CMOS Single-Inductor Boost Charger: Design, Limits, and Validation
Tianyu Chang · Gabriel A. Rincon-Mora · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文研究了用于能量收集的单电感升压充电器在极低输入电压下的工作极限。针对电池完全放电时仅依赖毫伏级输入电压启动系统，以及系统运行时的功率转换效率问题，分析了电路设计的关键限制因素并进行了实验验证。
解读: 该研究聚焦于极低电压下的升压转换技术，这对阳光电源的户用储能系统（如PowerStack）及微型逆变器中的辅助电源设计具有参考价值。在电池深度亏电或黑启动场景下，如何利用极低电压实现控制系统的唤醒是提升产品可靠性的关键。建议研发团队关注该拓扑在超低功耗电源管理芯片（PMIC）中的应用，以优化储能系统...
用于降低低功耗DVS系统电压转换时间和能量损耗的单电感多输出Buck变换器
Single-Inductor Multioutput-Level Buck Converter for Reducing Voltage-Transition Time and Energy Overheads in Low Power DVS-Enabled Systems
Santanu Kapat · V. Inder Kumar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
动态电压调节（DVS）是优化CMOS数字处理器性能与效率的关键技术，但对DC-DC变换器的转换速率要求极高。现有架构在设计上存在冲突。本文提出了一种用于低功耗DVS系统的单电感多输出Buck变换器，旨在实现更快的电压转换速率并降低能量损耗。
解读: 该文献聚焦于低功耗芯片级的DVS技术，与阳光电源目前主营的大功率光伏逆变器及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）在应用场景上存在差异。然而，该研究中关于“多输出”及“快速动态响应”的拓扑优化思路，可为阳光电源iSolarCloud智能运维平台中的边缘计算模块、户用逆变器内部的辅助...
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