Weijie Wu · Zengquan Yao · Shan Xie · Hanyan Huang · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

具有抗辐射性能的半导体器件对于航空航天应用至关重要，而多缓冲层结构（由三个N型掺杂层组成，掺杂浓度范围为5 × 10^16至1 × 10^19 cm^−3，厚度为0–2 μm）通过调制电场分布来增强器件的抗辐射能力。该结构优化了垂直方向的电场分布，降低了N型漂移区与N+衬底结处的峰值电场，从而有效抑制了辐射诱导的电流倍增效应。然而，器件结构的优化过程耗时较长。在本研究中，我们提出了一种基于非平稳分层Kriging模型的抗辐射SiC UMOSFET结构设计方法。该模型采用“数据-物理”协同驱动的方...

解读: 该抗辐射SiC MOSFET设计技术对阳光电源储能系统和光伏逆变器产品具有重要价值。多缓冲层结构通过电场调控提升器件可靠性的思路,可借鉴应用于ST系列PCS和SG系列逆变器的SiC功率模块优化设计中。基于Kriging代理模型的快速仿真方法能显著缩短器件结构开发周期,降低TCAD仿真成本,加速三电平...

Hai Huang · Maolin Pan · Qiang Wang · Xinling Xie 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

在本研究中，在专为 p - GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）设计的商用 GaN 晶圆上展示了一款增强型（E 型）p 沟道 GaN 金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（p - MOSFET），其最大导通态电流（<inline - formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex - math notation="LaTeX">${...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于AlN插入层的增强型p沟道GaN MOSFET技术具有重要的战略意义。当前我们的光伏逆变器和储能变流器主要采用n沟道功率器件，而该技术突破为实现GaN基互补金属氧化物半导体（CMOS）架构提供了关键的p沟道器件解决方案。 该技术的核心价值在于显著改善的器件性能参数...

丁卫东 · 李强 · 殷子强 · 路敬宇 等7人 · 高电压技术 · 2025年5月 · Vol.51

大气中子由宇宙射线与大气相互作用产生，可导致地面电子系统及电力电子设备发生故障。尽管国内外对IGBT和MOSFET的大气中子辐照效应已有广泛研究，但针对晶闸管的相关研究仍较匮乏。在我国大力发展特高压直流输电的背景下，亟需加强晶闸管抗大气中子辐照的研究。本文综述了晶闸管大气中子辐照效应的研究现状，介绍了大气中子基本特性、试验方法与数据处理技术，总结了现有试验结果及对高压器件单粒子烧毁机理的认识，探讨了防护策略与屏蔽材料进展，并指出了未来研究的关键问题。

解读: 该研究对阳光电源高压大功率产品的可靠性设计具有重要参考价值。特别是在SG系列集中式逆变器和ST系列储能变流器中使用的高压IGBT/晶闸管模块，需要考虑大气中子辐照效应的影响。研究成果可指导我司：1)在高海拔地区光伏电站的产品设计时优化器件选型和防护措施；2)完善PowerTitan等大型储能系统的可...

Fengtao Yang · Laili Wang · Zizhen Cheng · Mengyu Zhu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

功率器件的高温能力是提升变换器功率密度的有效途径之一。热失控是线性模式下硅基MOSFET高温运行中的常见问题，但在碳化硅（SiC）器件中的表现尚不明确。本文首次系统研究了SiC功率MOSFET在25°C至375°C结温范围内线性模式下的电热相互作用机制，建立了理论模型，并通过半导体物理仿真与实验验证了其有效性。同时分析了封装参数对高温转换性能的影响，提出一种热敏感度控制方法，有望实现高灵敏度结温检测，为高温及超高温SiC应用提供理论依据与设计指导。

解读: 该SiC MOSFET高温电热相互作用机制研究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，SiC器件的高温运行能力直接影响系统功率密度和可靠性。研究提出的25-375°C全温域理论模型和热敏感度控制方法，可指导阳光电源优化功率模块设计，避免线性模式下的热失控风险。...

Hengyu Yu · Michael Jin · Jiashu Qian · Monikuntala Bhattacharya 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月

本文首次通过实验研究了最新商用 1.2 千伏碳化硅（SiC）平面栅、增强型对称沟槽和非对称沟槽结构金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的体二极管可靠性。所提出的测试平台通过重复脉冲电流模式，可在合理的热限制内实现大电流测试。实验结果揭示了大面积 1.2 千伏商用 SiC MOSFET 存在双极退化风险。对退化现象和机制进行了表征与分析，包括由衬底产生的基面位错（BPD）导致的第一象限和第三象限特性退化，以及由制造工艺产生的 BPD 导致的第三象限膝点电压（$V_{\text{on}}$）...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于1.2kV SiC MOSFET体二极管可靠性的研究具有重要的战略意义。SiC功率器件是我们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长期稳定运行和全生命周期成本。 该研究揭示的双极退化风险对我们的产品设计具有重要警示作用。在实际应用中，逆变器和储能...

Fei Xie · Yonghao Dong · Fa Li · Jiaxing Wei 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

本文提出了一种具有阶梯中心注入（CI）区的两层导电分裂栅 MOSFET（TCSG - CIMOSFET），该器件可提高栅氧化层可靠性并降低栅 - 漏电容（$C_{gd}$）。P 型阶梯 CI 区通过降低最大氧化层电场（$E_{ox}$）来提高器件栅氧化层的可靠性。由于减小了栅 - 漏重叠区域，TCSG - CIMOSFET 的$C_{gd}$较低。此外，TCSG - CIMOSFET 采用了电导调制技术，该技术可增加沟道载流子浓度，从而降低比导通电阻（$R_{on,sp}$）。在 TCAD 仿真...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC的分栅CIMOSFET创新技术具有重要的战略价值。该技术通过引入N型埋层和阶梯式中央注入区，在器件性能上实现了多维度突破，与我司在光伏逆变器和储能变流器领域的核心需求高度契合。 在技术指标层面，该器件将栅氧化层电场强度降低50%，这直接提升了功率器件的...

Zekun Li · Bing Ji · Kun Tan · Puzhen Yu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年3月

尽管碳化硅（SiC）MOSFET性能优越，但其热容量小、开关速度快，对短路保护提出了更高要求。本文提出一种基于漏源电压（V_DS）摆动的快速可靠短路保护方法，可在器件达到临界损伤前迅速检测并关断。该方法在150 ns和24 ns内分别实现Type-I与Type-II短路的超快检测；利用现有RC缓冲电路实现短路检测与主电路保护的集成，不改变其原有功能；结合低成本数字栅极驱动器中的新型采样保持（S/H）电路，提升工况适应性。实验平台验证了该方案的有效性与重复性。

解读: 该SiC MOSFET快速短路检测技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。其150ns超快检测响应可显著提升功率模块可靠性，特别适用于PowerTitan大型储能系统中高频开关场景的器件保护。基于Vds摆动的检测方法与现有RC缓冲电路集成，无需额外硬件成本，可直接应用于...

Bharaneedharan Balasundaram · P. Suresh · Parvathy Rajendran · It Ee Lee 等5人 · IEEE Access · 2025年1月

本研究考察维也纳整流器配置中几种电子元件的可靠性，这是功率转换系统的关键拓扑。由于当今电力电子对效率、功率密度和运行可靠性要求更高，元件选择越来越重要。研究包括极端可靠性测试如温度循环、电气过载和高频长时间运行。GaN MOSFET在多方面优于Si和SiC MOSFET，如降低导通和开关损耗、更好热管理和随时间更一致的性能。虽然GaN MOSFET总体和特别在高频高温下性能更好，SiC MOSFET相比传统Si器件显示一些改进。电容、二极管、MOSFET和电感在不同应力条件下测试可靠性。二极管和...

解读: 该宽禁带器件可靠性研究对阳光电源充电桩产品具有核心价值。阳光在电动汽车充电领域布局快充桩和充电站，GaN和SiC器件是关键技术。该维也纳整流器可靠性测试结果验证了阳光SiC/GaN器件应用策略的正确性。阳光可优化充电模块设计，采用GaN器件提升高频性能和功率密度，降低热应力和提升系统可靠性，支持80...

王若隐郑宏 · 中国电机工程学报 · 2025年12月 · Vol.45

非平稳工况下的结温波动是影响碳化硅（SiC）MOSFET可靠性的关键因素。本文提出一种等效栅极电阻控制方法，克服了在线连续调节驱动电阻的难题，并在此基础上设计了一种通过调节开关损耗来抑制结温波动的主动热管理策略，推导了结温调节范围。通过搭建逆变器实验平台验证了理论分析的正确性。实验结果表明，该方法可显著降低SiC MOSFET在不同功率波动阶段的结温波动，最大波动由18.83℃降至9.85℃，器件寿命提升约2.18倍。同时，考虑系统效率，引入温控操作区间与结温控制系数概念，并通过实验验证了方法的...

解读: 该等效栅极电阻控制方法对阳光电源SiC器件应用产品线具有重要价值。首先可应用于SG350HX等大功率光伏逆变器，通过主动热管理提升SiC MOSFET可靠性,延长产品寿命。其次可优化ST2752KWH等储能变流器的温度控制策略,在大功率波动工况下保障器件安全。此外,该方法也适用于DC充电桩等快充场景...

Yan Li · Xibo Yuan · Yonglei Zhang · Kai Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

为确保并联功率模块之间的电流均衡分配，可采用有源栅极驱动器（AGD）动态调节电流。然而，在碳化硅（SiC）器件极快的开关速度（例如小于100纳秒）下，AGD要实现有效、灵活且精确的动态电流调节颇具挑战。因此，本文提出了一种用于并联碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）功率模块的AGD在线统一开通/关断延时及电流变化率调节方案。该方案的优势在于，它能对延时调节和电流变化率调节实现独立的闭环控制，即电流变化率的调节不会影响已调好的延时补偿。此外，所提出的基于仅含两个推挽驱动通...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对并联SiC功率模块的主动栅极驱动器（AGD）电流均衡技术具有重要的应用价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，多模块并联已成为提升系统容量和可靠性的核心架构，而SiC器件的广泛应用正在推动产品向更高功率密度和效率演进。 该技术的核心创新在于实现了延迟调节...

Shiqi Ji · Wenhao Xie · Yikang Xiao · Ran Lu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

精确的电流测量对于功率半导体特性表征至关重要。近年来，考虑到功率半导体的开关速度变得更快，由于现有电流探头带宽有限，很难用它们有效地测量电流。此外，在很多情况下，有必要在长期运行的实际功率变换器中直接对功率半导体进行特性表征，这就要求电流探头具备其他一些关键特性，包括直流精度、电气隔离、易于安装等。本文提出了一种新颖的混合式电流测量方法，包括基于隧道磁阻的低频测量部分、基于罗氏线圈的高频测量部分，以及用于实现无缝频率组合的信号调理电路。据此，开发了一种基于该方法的电流探头，实现了高带宽、电气隔离...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项直流至200MHz混合电流测量技术对我司在高性能功率半导体器件应用方面具有重要价值。随着我司光伏逆变器和储能变流器大规模采用SiC和GaN等第三代宽禁带半导体器件，开关频率显著提升至数百kHz甚至MHz级别，传统电流探头的带宽限制已成为精确测量和器件特性分析的瓶颈。 ...

Mritunjay Kumar · Vishal Khandelwal · Dhanu Chettri · Ganesh Mainali · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了一种在硅衬底上利用GaN缓冲层实现的高性能常关型Ga2O3金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）。通过引入GaN缓冲层，有效缓解了Ga2O3与硅衬底之间的晶格失配和热应力问题，显著提升了外延质量与器件耐压能力。该器件表现出优异的开关特性与高击穿电压，同时实现了增强型工作模式，适用于高功率电子应用。研究为在低成本硅衬底上集成高性能氧化镓器件提供了可行路径。

解读: 该研究开发的高击穿电压Ga2O3晶体管技术对阳光电源的功率器件升级具有重要参考价值。GaN缓冲层方案可应用于公司SG系列高功率密度光伏逆变器和ST系列储能变流器的新一代功率模块设计,有望在降低成本的同时提升器件耐压性能。特别是在1500V系统应用场景中,该技术可优化三电平拓扑的开关特性,提高系统效率...

Hassan Irshad Bhatti · Saudi Arabia · Ganesh Mainali · Xiaohang Li · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了在多指结构的氧化镓金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）上实现微米级薄膜热电偶的单片集成技术。通过优化薄膜沉积与微加工工艺，成功将热电偶直接集成于器件表面，实现实时片上温度监测。该集成方案无需额外封装或外部传感器，显著提升器件热管理精度与响应速度。实验结果表明，集成后的热电偶具有良好的灵敏度与线性输出特性，且对MOSFET电学性能影响可忽略。该技术为高功率半导体器件的热监控提供了紧凑、可靠的解决方案。

解读: 该片上热电偶集成技术对阳光电源的功率器件应用和散热管理具有重要价值。首先可应用于SG系列高功率光伏逆变器的GaN功率模块，实现精确温度监测和过温保护。其次可用于ST系列储能变流器的功率单元散热优化，提升系统可靠性。此外,该技术也适用于大功率充电桩的温度实时监控。通过在功率器件上直接集成温度传感,可实...

Manish Mandal · Shamibrota Kishore Roy · Kaushik Basu · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

SiC MOSFET快速开关瞬态降低开关损耗但产生高dV/dt。有源器件导通时高dV/dt增加互补器件栅源电压可能导致误导通产生正串扰,关断时栅源电压降低导致负串扰。负栅压(NGV)可限制正串扰峰值低于阈值但可能加剧负串扰峰值超出安全范围影响SiC MOSFET可靠性。提出改进模型精确预测SiC MOSFET串扰诱导栅源电压峰值,采用SiC肖特基二极管避免MOSFET体二极管反向恢复。除建模非线性电容、寄生电感和时变dV/dt外,结合详细沟道电流模型和PCB寄生电容增强预测有源器件漏源电压梯度和...

解读: 该SiC串扰预测模型技术对阳光电源SiC功率模块设计有重要应用价值。改进模型可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的SiC半桥设计,优化NGV和栅极电阻选择以抑制串扰并避免误导通。该技术对PowerTitan大型储能系统SiC功率模块的可靠性设计和PCB布局优化有指导意义。精确的串扰预测对阳光电源S...

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

近年来，功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的 prognostics and health management（PHM）技术正受到越来越多的关注。目前已经开发并应用了多种方法来对功率 MOSFET 进行寿命预测。然而，当前大多数研究似乎在全面理解非线性动态退化过程方面存在局限性。单一参数导向的预测方法可能会忽略退化过程中更深层次的动态行为。此外，这些方法无法处理诸如突然上升等异常退化路径。鉴于这些局限性，本文开发了一种考虑非线性动态行为的数据驱动预测方法。为了分析非线性和混沌特性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对功率MOSFET的剩余寿命预测技术具有重要的战略价值。功率MOSFET作为光伏逆变器和储能变流器中的核心开关器件，其可靠性直接影响系统的稳定运行和全生命周期成本。 该研究的创新之处在于突破了传统单参数预测方法的局限性，通过相空间重构和李雅普诺夫指数等非线性动力学工...

Sukanta Roy · Milad Behnamfar · Anjan Debnath · Arif Sarwat · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

在商业应用中，DC/DC变换器的运行状态显著影响系统整体性能与长期可靠性。本文提出一种数据驱动的数字孪生方法，用于估计稳态下DC/DC降压变换器关键退化参数。首先，利用离线粒子群优化算法对电路级数字模型进行校准，并通过平均模型验证其稳态响应。随后，在模型中引入电感、电容及MOSFET的退化特性，生成大规模数据集，用于训练和验证随机森林机器学习模型。实验结果表明，该方法回归精度高，决定系数达0.99978，均方根误差低至4.2×10⁻⁶，并在中等功率硬件原型上验证了不同负载及MOSFET导通电阻退...

解读: 该数据驱动数字孪生技术对阳光电源ST系列储能变流器及SG光伏逆变器的DC/DC变换模块具有重要应用价值。通过随机森林模型非侵入式识别电感、电容及MOSFET导通电阻退化（R²=0.99978），可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护，提前预警功率器件老化。该方法特别适用于工商业储能系统中B...

Tobias Nieckula Ubostad · Yoganandam Vivekanandham Pushpalatha · Frank Mauseth · Dimosthenis Peftitsis · IET Power Electronics · 2025年5月 · Vol.18

本文介绍了一种由两个芯片级串联连接的碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）构成的功率模块封装工艺。通过优化芯片布局、互连结构及封装材料，实现了高压条件下良好的电压均衡与热管理性能。该模块无需外部均压电阻即可在2.4 kV工作电压下稳定运行，显著提升了功率密度与开关速度。实验验证了其在高温、高频工况下的可靠性，适用于高效率、高功率密度的电力电子系统。

解读: 该芯片级串联SiC MOSFET功率模块技术对阳光电源高压产品线具有重要应用价值。2.4kV耐压等级可直接应用于ST系列储能变流器和1500V光伏逆变器系统，无需外部均压电阻的设计简化了功率模块外围电路，提升系统可靠性。芯片级串联方案实现的高功率密度与快速开关特性，可优化PowerTitan储能系统...

Shekhar Bhawal · Himanshu Patel · Kamalesh Hatua · Subhashish Bhattacharya · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

提出一种用于两级式固态变压器（SST）的闭环控制架构与准方波调制方法，通过反馈公共直流母线电压实现闭环调节，无需DC-DC级串联谐振变换器的频率控制。该控制可从低压侧实现，降低隔离要求。输入串联输出并联模块化结构结合谐振运行特性，自然平衡各AC-DC单元的直流链电压。AC-DC级主要采用Si-IGBT，仅电压源变换器（VSC）使用SiC-MOSFET，降低器件成本。调制策略利用自然均压条件，使IGBT单元在工频开关，减小损耗；VSC以40 kHz高频切换，等效高开关频率，支持低频谐波抑制与瞬态功...

解读: 该准方波调制的SST闭环控制技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。其输入串联输出并联的模块化架构与ST系列储能变流器的中高压直挂方案高度契合，可简化隔离设计降低成本。Si-IGBT与SiC-MOSFET混合应用策略为PowerTitan大型储能系统的功率模块设计提供优化思路：工频级采用低成...

Xun Liu · Kun Ma · Yameng Sun · Yifan Song 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年4月

为提升碳化硅（SiC）功率模块的电气性能与可靠性，本文研究采用Cu-Clip替代传统Al引线的技术方案。针对Cu-Clip互连结构中并联SiC MOSFET因布局不对称引入的互感耦合效应，建立了精确的电磁耦合模型，提出一种动态电流均衡的解析分析方法，并进一步设计最优布局优化策略，有效抑制并联支路间的电流不均，提高模块整体性能与热稳定性。

解读: 该研究对阳光电源高功率密度产品的设计具有重要指导意义。Cu-Clip互连技术可显著提升SiC MOSFET模块的电流均衡性和散热性能,适用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器等大功率产品。特别是在PowerTitan等MW级储能系统中,优化后的SiC模块布局可有效降低开关损耗、提高功率密度,并通...

辛振马欣伟赖耀康刘新宇白月 · 中国电机工程学报 · 2025年13月 · Vol.45

高共模抑制比（CMRR）的浮动测量对功率变换系统评估至关重要。宽禁带器件如SiC MOSFET的高速开关特性引入高dv/dt干扰，给电压测量带来挑战。现有商用探头因对称性缺陷、成本高或温漂问题难以兼顾高CMRR与低成本需求。本文分析隔离探头共模增益机理及CMRR影响因素，提出基于三同轴线缆的扰动抑制方案，并设计采用射频Balun或数字隔离+FPGA的探头结构。实验验证表明，探头带宽达228 MHz，灵敏度误差在81 MHz内低于3%，CMRR达78 dB@1 MHz、65 dB@10 MHz，兼...

解读: 该高CMRR隔离电压探头技术对阳光电源的SiC功率器件测试与产品优化具有重要价值。可直接应用于SG系列光伏逆变器、ST系列储能变流器和充电桩等产品的SiC MOSFET开关特性测试,有助于精确评估dv/dt干扰和开关损耗。其78dB@1MHz的高CMRR性能可显著提升测试精度,而低成本设计也适合产线...