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一种基于电荷分析的常关型p-GaN/AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管漏极电流模型
An Analytical Charge-Based Drain Current Model for Normally-off p-GaN/AlGaN/GaN HEMTs
Nadim Ahmed · Azwar Abdulsalam · Sudhiranjan Tripathy · Gourab Dutta · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月
本文提出了一种基于物理的常开型 p - GaN/AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）漏极电流解析模型。该核心模型尚属首次提出，它源自二维电子气（2DEG）的统一函数，涵盖了器件的所有工作区域。所提出的漏极电流模型通过我们的实验数据以及现有文献中涵盖广泛器件参数、各种栅极和漏极偏置条件下的结果进行了严格验证。值得注意的是，所提出的漏极电流模型无需进行数值求解，并且其基于物理的建模方法减少了参数数量。此外，该漏极电流模型符合标准的贡贝尔对称性测试。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于常关型p-GaN/AlGaN/GaN HEMT器件漏极电流解析模型的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高开关频率、低导通电阻和优异的热性能，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术突破点。 该研究提出的基于物理机制的二维电子气（2DEG）统一函数...
一种用于检测快速GaN器件开关电流的高带宽集成电流测量方法
A High-Bandwidth Integrated Current Measurement for Detecting Switching Current of Fast GaN Devices
Kangping Wang · Xu Yang · Hongchang Li · Laili Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
氮化镓（GaN）器件凭借优异的开关性能适用于高频功率变换器。为充分发挥其性能，需深入研究开关特性，这要求高精度的开关电流测量。然而，GaN器件开关速度极快且对寄生参数敏感，传统的测量方法难以满足需求，本文提出了一种高带宽集成电流测量方案以解决该问题。
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器件的应用成为技术演进的关键方向。该文献提出的高带宽电流测量技术，能够有效解决GaN器件在快速开关过程中的电流采样难题，有助于优化驱动电路设计并降低寄生参数影响。建议研发团队在下一代高频化、小型化户用逆变器及微型逆变器开发...
氮化镓功率器件的稳定性、可靠性与鲁棒性综述
Stability, Reliability, and Robustness of GaN Power Devices: A Review
Joseph Peter Kozak · Ruizhe Zhang · Matthew Porter · Qihao Song 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
氮化镓（GaN）器件在提升电力电子设备的效率、频率及功率密度方面具有革命性意义。然而，其材料特性、器件架构及物理机制与硅（Si）和碳化硅（SiC）存在显著差异，导致了独特的稳定性、可靠性及鲁棒性挑战。本文系统梳理了GaN器件面临的关键技术瓶颈与失效机理。
解读: GaN器件是实现阳光电源下一代高频、高功率密度逆变器及充电桩产品的关键技术路径。随着户用光伏逆变器和电动汽车充电桩向轻量化、小型化发展，GaN的应用能显著降低开关损耗并提升系统效率。建议研发团队重点关注GaN在高温、高压环境下的长期可靠性评估，特别是针对iSolarCloud平台下的运行数据进行失效...
使用集成栅极驱动器的单片GaN半桥功率级的甚高频PWM降压转换器
Very High Frequency PWM Buck Converters Using Monolithic GaN Half-Bridge Power Stages With Integrated Gate Drivers
Yuanzhe Zhang · Miguel Rodriguez · Dragan Maksimovic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
本文探讨了针对100 MHz开关频率优化的单片GaN半桥功率级设计与实现。通过集成栅极驱动器，有效克服了寄生参数影响，提升了甚高频（VHF）开关电源的转换效率，为高功率密度电力电子变换提供了关键技术路径。
解读: 该技术对阳光电源的电力电子产品演进具有重要参考价值。随着光伏逆变器和储能PCS向高功率密度、小型化发展，甚高频（VHF）变换技术是实现磁性元件小型化的关键。单片集成GaN技术可显著降低寄生电感，提升开关频率，直接利好阳光电源的户用光伏逆变器及微型逆变器产品线，有助于减小体积并提升效率。建议研发团队关...
一种具有低寄生参数的紧凑型双面散热650V/30A GaN功率模块
A Compact Double-Sided Cooling 650V/30A GaN Power Module With Low Parasitic Parameters
Bingyang Li · Xu Yang · Kangping Wang · Hongkeng Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
针对GaN HEMT在高压集成中的特殊需求，本文提出了一种无键合线的创新集成方案。基于该方案，设计并实现了一种紧凑型双面散热650V/30A GaN功率模块，有效降低了寄生参数，提升了高频功率变换的性能。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能系统（如PowerStack）具有重要参考价值。GaN器件凭借高开关频率和低损耗特性，是实现逆变器高功率密度化的关键。该模块采用的无键合线双面散热技术，能显著改善散热路径并降低寄生电感，有助于解决高频化带来的EMI和电压尖峰问题。建议研发团队关注该集成方案...
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，...
基于银烧结工艺的GaN HEMT三维集成功率模块
A 3-D Integrated Power Module of GaN HEMTs Based on Silver Sintering Processes
Zezheng Dong · Haidong Yan · Yinxiang Fan · Xinke Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种GaN HEMT的三维集成封装方法。通过将柔性PCB集成到GaN芯片上实现重布线层（RDL），扩大了电极面积及间距。该结构将GaN芯片夹在多层PCB与活性金属钎焊（AMB）基板之间，并利用银烧结工艺提升了模块的散热与电气性能。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线具有重要参考价值。随着光伏逆变器和储能变流器（如PowerTitan系列）向更高功率密度演进，GaN等宽禁带半导体的应用是提升效率的关键。该三维封装方案通过银烧结和RDL技术有效解决了GaN器件在高频下的寄生参数和散热瓶颈，有助于减小逆变器体积并提升系统效率。建议研...
一种用于共源共栅GaN结温分离的多电流方法
A Multi-Currents Method for Junction Temperature Separation of Cascode GaN
Lixin Wu · Erping Deng · Yanhao Wang · Shengqian Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
氮化镓（GaN）功率器件因高电子迁移率在功率转换系统中应用广泛。共源共栅（Cascode）结构因其低成本和优异特性被广泛采用。本文提出了一种多电流方法，用于精确分离Cascode GaN器件的结温，解决了现有技术在复杂结构下结温监测的难题，为提升功率模块的可靠性设计提供了理论支撑。
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器件的应用前景广阔。Cascode GaN结构是实现高频化、小型化的关键技术路径。该文献提出的结温分离方法，能有效提升阳光电源在功率模块热设计和可靠性评估方面的精度，有助于优化iSolarCloud平台下的设备健康管理算法...
基于体AlN衬底的PECVD SiN钝化硅δ掺杂AlN/GaN/AlN赝配高电子迁移率晶体管在10 GHz下实现4.22 W/mm
4.2 W/mm at 10 GHz in Silicon Delta-Doped AlN/GaN/AlN Pseudomorphic HEMTs With PECVD SiN Passivation
Eungkyun Kim · Yu-Hsin Chen · Keisuke Shinohara · Thai-Son Nguyen 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年10月
我们展示了在块状 AlN 衬底上制备的 AlN/GaN/AlN 赝配高电子迁移率晶体管（pHEMT），该晶体管在 20 纳米 GaN 沟道底部附近采用了硅 $\delta$ 掺杂。我们近期关于外延生长和低场输运的研究表明，与未掺杂的同类结构相比，在赝配 AlN/GaN/AlN 异质结构中进行 $\delta$ 掺杂可提高电子迁移率和二维电子气密度，同时保留了薄 GaN 沟道的优势。在这项工作中，我们展示了采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）SiN 钝化的这些 pHEMT 的直流和射频特性，...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于AlN衬底的氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）技术展现出显著的功率器件性能提升潜力。该研究通过硅δ掺杂技术在20纳米GaN沟道中实现了4.2 W/mm的功率密度和41.5%的功率附加效率，这对我们在光伏逆变器和储能变流器等核心产品的功率转换效率提升具有重要参考价值...
在等轴N极性GaN衬底上通过等离子体辅助分子束外延生长的N极性GaN HEMT结构中接近夹断时创纪录的高电子迁移率
Record-high electron mobility at near pinch-off in N-polar GaN HEMT structures grown on on-axis N-polar GaN substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy
Oguz Odabasi · Md Irfan Khan · Sandra Diez · Kamruzzaman Khan · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
本文报道了在等轴N极性GaN衬底上采用等离子体辅助分子束外延技术生长的N极性AlGaN/GaN异质结构中，在接近夹断电压下实现的创纪录高电子迁移率。低温迁移率测量表明，主要散射机制为电离杂质散射，界面粗糙度和压电散射贡献较小。通过优化掺杂分布与界面质量，有效降低了背景杂质浓度，从而显著提升了二维电子气在低密度下的迁移率性能，为高性能N极性HEMT器件提供了重要材料基础。
解读: 该研究在N极性GaN HEMT结构中实现的高电子迁移率突破，对阳光电源的功率器件技术升级具有重要参考价值。高迁移率特性可显著提升GaN器件的开关性能和导通特性，适用于新一代SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频化设计。特别是在PowerTitan大型储能系统中，采用优化的GaN器件可实现更高功...
基于Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT的单相T型逆变器性能基准测试
Single-Phase T-Type Inverter Performance Benchmark Using Si IGBTs, SiC MOSFETs, and GaN HEMTs
Emre Gurpinar · Alberto Castellazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文对600V等级的Si IGBT、SiC MOSFET和GaN HEMT功率开关在单相T型逆变器中的性能进行了基准测试。评估了各技术的驱动要求、开关性能、逆变器效率、散热器体积、输出滤波器体积及死区效应。研究表明，GaN器件在驱动损耗方面表现最优。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心业务——光伏逆变器及储能变流器（PCS）的功率密度提升。T型三电平拓扑是阳光电源组串式逆变器和储能PCS的主流技术路线。通过对比Si、SiC和GaN在600V等级下的性能，为公司下一代高功率密度产品（如户用光伏及小型工商业储能）的选型提供了关键参考。建议研发团队重点关注G...
一种基于SenseHEMT的GaN功率HEMT集成过流保护电路
An Integrated GaN Overcurrent Protection Circuit for Power HEMTs Using SenseHEMT
Wan Lin Jiang · Samantha Kadee Murray · Mohammad Shawkat Zaman · Herbert De Vleeschouwer 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT）具有极快的开关速度，但过流耐受能力较弱，要求过流保护（OCP）电路响应时间小于0.5微秒。得益于高压GaN集成平台的发展，将数字和模拟电路与GaN功率器件单片集成成为可能。本文提出了一种基于SenseHEMT的集成化过流保护方案，旨在提升GaN器件在高速开关应用中的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能产品线具有重要参考价值。随着GaN器件在高效、高频化逆变器中的应用普及，其脆弱的短路耐受能力是制约可靠性的核心瓶颈。本文提出的集成化OCP方案能够实现亚微秒级快速响应，有助于提升阳光电源下一代高功率密度逆变器及微型逆变器的系统安全性。建议研发团队关注GaN...
用于改善电压调节器瞬态响应的GaN器件驱动控制
Driving Control of GaN Devices for Transient Response Improvement of Voltage Regulator
Kangping Wang · Gaohao Wei · Jiarui Wu · Qingyuan Gao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
随着微处理器性能提升，电压调节器（VR）的瞬态响应要求日益严苛。本文提出了一种针对氮化镓（GaN）器件的驱动控制方法，通过在GaN器件反向导通时精确控制其源漏电压，有效提升了电压调节器的瞬态响应速度。
解读: 该技术对阳光电源的电力电子变换效率提升具有重要参考价值。随着光伏逆变器和储能PCS向高功率密度、高开关频率发展，GaN等宽禁带半导体是实现小型化和高效化的关键。该驱动控制方法可应用于阳光电源的户用光伏逆变器及微型逆变器产品，通过优化GaN器件的瞬态特性，进一步减小输出滤波器体积，提升系统动态响应性能...
通过结合微射流冷却与优化衬底的氮化镓肖特基势垒二极管热管理提升限幅器性能
Limiter Performance Improvement Through Thermal Management of GaN SBD Combined Microjet Cooling With Optimized Substrate
Rikang Zhao · Dichen Lu · Xuanwu Kang · Weike Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
在本文中，我们报道了通过改善氮化镓（GaN）肖特基势垒二极管（SBD）的热管理来提升射频（RF）性能，并通过限幅器的应用进行了验证。得益于微射流冷却的快速散热，我们分析了热积累对GaN SBD性能的影响，证实了GaN横向异质结器件对高导热性衬底的依赖性。我们开发了一种使用高导热性碳化硅（SiC）衬底的GaN - SBD，其导通电阻降低了8%，饱和电流提高了12%。通过将微射流冷却与优化的衬底相结合，GaN SBD的热管理能力得到了显著增强。利用无源限幅器单片微波集成电路（MMIC）对RF性能进行...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN肖特基二极管热管理优化的研究具有重要的战略参考价值。该技术通过微射流冷却与高导热SiC衬底的协同优化，显著提升了GaN器件的射频性能，这与我们在大功率逆变器和储能变流器领域面临的热管理挑战高度契合。 在光伏逆变器和储能PCS产品中，GaN功率器件正逐步替代传...
垂直结构氮化镓鳍式结型场效应管
Fin JFET）短路鲁棒性的突破
Ruizhe Zhang · Jingcun Liu · Qiang Li · Subhash Pidaparthi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
当前商用氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）短路鲁棒性不足，在400V总线电压下短路耐受时间通常小于1μs，远低于汽车动力总成要求的10μs以上。本文展示了一种垂直结构GaN Fin JFET，通过器件结构创新显著提升了短路耐受能力，为GaN器件在高性能电力电子系统中的应用提供了新路径。
解读: 该研究针对GaN器件短路耐受力弱这一行业痛点，提出了垂直结构GaN Fin JFET方案。对于阳光电源而言，该技术若实现商业化，将极大提升公司在电动汽车充电桩及高功率密度光伏逆变器中的竞争力。特别是在户用光伏逆变器和充电桩产品线中，利用高鲁棒性的GaN器件可进一步减小磁性元件体积，提升整机效率与可靠...
基于DBC的PCB封装GaN功率模块高密度集成与双面冷却设计
PCB-on-DBC GaN Power Module Design With High-Density Integration and Double-Sided Cooling
Xingyue Tian · Niu Jia · Douglas DeVoto · Paul Paret 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文探讨了一种采用双面冷却、低电感及板载去耦电容设计的高密度GaN功率模块。针对横向氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管的高开关速度与低栅极电荷特性，分析了其在模块设计中面临的挑战，并提出了优化方案以提升功率密度与散热性能。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升，GaN器件在小功率、高频化场景下的应用是实现产品轻量化和高效化的关键。双面冷却与低电感封装技术可有效解决高频开关带来的热管理与EMI难题，建议研发团队关注该模块化设计在下一代高频组串式逆变器及紧凑型充电桩中...
基于p-GaN HEMT的紫外探测器在低温下的光响应特性
Photoresponsivity of _p_-GaN HEMT-based ultraviolet photodetectors at low temperatures
Haodong Wang · Meixin Feng · Yaozong Zhong · Xin Chen · Applied Physics Letters · 2025年5月 · Vol.126
本文研究了基于p型GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的紫外光电探测器在低温环境下的光响应性能。通过变温光电测试，系统分析了器件在不同温度下的光电流、响应度及探测机制的变化规律。结果表明，随着温度降低，器件的暗电流显著抑制，光暗电流比大幅提升，同时响应度增强，归因于低温下载流子复合减少与能带结构优化。该工作为高性能紫外探测器在极端环境中的应用提供了实验依据与理论支持。
解读: 该研究对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。p-GaN HEMT在低温环境下光响应性能的提升，可用于优化我司SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中的GaN器件温控设计。特别是在-40℃低温工况下，通过抑制暗电流提升光暗电流比的方法，有助于提高GaN器件的开关特性和可靠性。这对于提升极寒地...
共源共栅GaN HEMT短路振荡研究
Investigation on the Short-Circuit Oscillation of Cascode GaN HEMTs
Peng Xue · Luca Maresca · Michele Riccio · Giovanni Breglio 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文研究了共源共栅（Cascode）氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在短路条件下产生的自激振荡现象。研究发现，该振荡在短路事件中被激发，且栅极电阻RG对抑制该振荡的效果并不显著。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及高频化功率变换器中对GaN器件的应用探索，该研究具有重要参考价值。Cascode GaN器件在极端短路工况下的自激振荡可能导致器件失效，影响逆变器可靠性。建议研发团队在设计驱动电路及短路保护策略时，不能仅依赖增加栅极电阻，需结合寄生参数优化PCB布局，或采用更先进的快速...
高频下GaN器件频率相关导通电阻的表征与建模
Characterization and Modeling of Frequency-Dependent On-Resistance for GaN Devices at High Frequencies
Kangping Wang · Bingyang Li · Hongchang Li · Xu Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
随着GaN基功率变换器开关频率向兆赫兹级别迈进，GaN器件在高频下的导通电阻显著高于其直流值，尤其是低导通电阻器件。本文通过电气和热学实验，深入研究了导通电阻的频率相关特性，并建立了相应的表征与建模方法，为高频电力电子系统的设计提供了理论支撑。
解读: 随着光伏逆变器和储能PCS向高功率密度和高开关频率方向发展，GaN器件的应用潜力巨大。该研究揭示了GaN器件在高频下的导通电阻损耗机理，对阳光电源优化户用光伏逆变器及小型化储能变流器（PCS）的效率设计至关重要。建议研发团队在进行高频拓扑选型时，引入该频率相关模型进行损耗仿真，以更精准地评估热设计边...
硅基氮化镓异质结构的压电特性及其对开关运行寿命的影响
Piezoelectric Properties of GaN-on-Si Heterostructures and Their Implications on Lifetime During Switching Operation
F. P. Pribahsnik · M. Bernardoni · M. Nelhiebel · M. Mataln 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
由于氮化镓（GaN）固有的压电特性，基于该技术的器件在循环开关运行中易产生机电诱导的谐振现象。本文提出了一种对GaN-on-Si测试异质结构的机械谐振进行建模的方法，并评估了谐振情况下应力对器件寿命的影响。
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。该研究揭示了GaN-on-Si器件在高速开关下的压电效应与机械谐振风险，这对公司研发团队在进行功率模块选型、驱动电路设计及长期可靠性评估时具有重要参考价值。建议在后续高频化逆变器产品开发中，重点关注GaN...
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