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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...
通过顶部集成钻石增强多指GaN HEMT的散热性能
Enhanced Cooling of Multifinger GaN HEMTs via Topside Diamond Integration
Daniel C. Shoemaker · Kelly Woo · Yiwen Song · Mohamadali Malakoutian 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月
氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）是当今 5G 功率放大器的关键组件。然而，器件过热问题使得商用器件不得不降额运行。本研究利用栅极电阻测温法，对一款 16 指 GaN/SiC HEMT 器件的顶部金刚石散热片的散热效果进行了研究。研究发现，在功率密度为 12 W/mm 时，厚度为 2 μm 的金刚石散热片可使栅极温度升高幅度降低约 20%。仿真结果表明，要使器件热阻（$R_{Th}$）降低 10%，金刚石厚度需大于 1.5 μm。对于厚度为 2 μm 的金刚石层，要实现热阻降低 10%，其热导...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN HEMT器件的顶部金刚石散热技术具有重要的战略价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，正成为我们下一代光伏逆变器和储能变流器的核心选择，但散热问题一直制约着器件在额定功率下的可靠运行。 该研究通过在GaN/SiC HEMT顶部集成2微米厚金刚...
集成式感应电机驱动器在变速工业应用中的研究
Integrated Induction Motor Drive for Variable Speed Industrial Applications
Milad Bahrami-Fard · Tianyu Chen · Ethan Alejandro Winchell · Babak Fahimi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
将电机与功率变换器集成，并利用宽禁带器件，是电机驱动系统的一个新兴趋势，有助于降低系统复杂度、实现紧凑化并节省成本。然而，将功率变换器集成到电机中也带来了一些挑战，包括空间有限、温度过高以及电机内部存在漏磁等问题。本研究提出了一种基于氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）的集成电机驱动（IMD）系统，该系统对功率级的印刷电路板（PCB）布局进行了优化，并通过重新设计端盖来增强散热性能。此外，还提出了一种带有功率脉动缓冲器的单相功率因数校正前端，以将整流器集成到电机中。实验测试验证了该集成系统的变频...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇关于集成式感应电机驱动系统的研究具有重要的技术参考价值。论文提出的氮化镓（GaN）HEMT器件集成方案与我司在光伏逆变器、储能变流器领域的技术演进方向高度契合。 **技术价值分析**：该研究的核心创新在于通过宽禁带半导体器件实现电机与变流器的深度集成，这与阳光电源在逆...
基于可变开关频率控制提升GaN牵引逆变器在电动汽车应用中的效率与功率密度
Variable Switching Frequency Control for Efficiency and Power Density Improvement of a GaN-based Traction Inverter for EV Applications
Philip Korta · Animesh Kundu · Lakshmi Varaha Iyer · Narayan C. Kar · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月
宽禁带半导体器件在电动汽车牵引逆变器中因具备更高的能效和功率密度而受到广泛关注。本文研究利用氮化镓（GaN）器件的快速开关特性，进一步提升牵引逆变器的效率与功率密度。建立了GaN逆变器的电热耦合模型，并通过实验验证了其精度，在多数工况下效率误差不超过0.3%或损耗偏差小于100 W。提出一种考虑直流母线电压纹波限制的新型可变开关频率策略，相较固定开关频率方案最高可提升效率5%。结合GaN的高速开关能力，该方法使电容体积减小35.7%，同时提高了驾驶循环效率和逆变器功率密度。
解读: 该GaN可变开关频率控制技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。文中提出的电热耦合建模方法和考虑母线纹波约束的变频策略，可直接应用于阳光电源车载OBC充电机和电机驱动系统的优化设计。通过动态调整开关频率，在轻载工况降频减少开关损耗，重载时提频保证性能，可使驱动系统效率提升最高5%，同时电容体...
p型GaN高电子迁移率晶体管中关态应力诱导非均匀捕获现象的研究
Investigation of Off-State Stress-Induced Nonuniform Trapping Phenomenon in p-Type GaN High Electron Mobility Transistors (HEMTs)
Chung-Wei Wu · Po-Hsun Chen · Ming-Chen Chen · Yu-Hsuan Yeh 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本研究探讨了 p 型氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在关态应力（OSS）下的非均匀电子俘获行为。亚阈值摆幅（SS）退化是由电子非均匀俘获到 AlGaN 层所诱导的穿通电流引起的。进行了技术计算机辅助设计（TCAD）仿真，以重现器件在关态应力下的电场分布以及沿沟道的电势分布。仿真结果表明，在漏极侧的栅极/p - GaN/AlGaN 叠层处存在强电场。相应地，p - GaN 层中会产生一个耗尽区，导致电子在漏极侧的 AlGaN 层中被俘获。随后，提出了一个物理模型来解释这种俘获机制。此...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN HEMT器件非均匀电子陷阱效应的研究具有重要的战略意义。GaN功率器件凭借其高频开关、低导通损耗和高温特性，已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，直接影响系统效率和可靠性指标。 该研究深入揭示了p-GaN HEMT在关断状态应力下的退化...
基于数字死区平均电流控制与负载电流前馈的主动纹波抑制技术
Active Ripple Suppression Technique Based on Digital Dead-Beat Average Current Control and Load Current Feed-Forward for IGBT and GaN Hybrid Half-Bridge Circuit in Fractional Power Processing Mode
Yanyan Jin · Guihua Mao · Nengmou Xu · Yingjie He 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年10月 · Vol.73
本文针对IGBT与GaN混合半桥电路在分数功率处理模式下的负载动态响应差问题，提出一种结合数字死区平均电流控制与双支路负载电流前馈的主动纹波抑制技术，显著提升瞬态性能，并通过实验验证了其有效性。
解读: 该技术可直接应用于阳光电源ST系列储能变流器（PCS）及PowerTitan液冷储能系统中的多电平/混合开关拓扑，提升宽禁带器件协同效率与动态响应能力。建议在下一代高功率密度组串式逆变器和光储一体机中引入IGBT-GaN混合桥臂设计，结合iSolarCloud平台实现自适应死区控制参数在线优化，增强...
一种用于氮化镓HEMT的带Miller钳位电路的新型串扰抑制方法
A Novel Crosstalk Suppression Method With Miller Clamp Circuit for GaN HEMTs
Tianci Wang · Chuang Bi · Siyong Luo · Fan Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
氮化镓（GaN）功率器件展现出显著特性，如高开关速度和低传导损耗，从而有助于提高开关电源转换器的效率和功率密度。然而，氮化镓功率器件高开关速度和低导通阈值的优势也使其容易受到桥臂串扰的影响。为解决上述问题，本文提出了一种新型米勒钳位栅极驱动器（NMCGD）。本文首先详细阐述了NMCGD的工作原理。在NMCGD中，它利用负电压使氮化镓关断过程中的双极结型晶体管（BJT）处于饱和状态。这一操作有效地将部分驱动电阻短路，降低了驱动回路的阻抗并抑制了串扰，同时在确保快速导通和关断速度的情况下，还减少了栅...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN HEMT器件桥臂串扰抑制的新型Miller钳位驱动技术具有重要的应用价值。GaN功率器件凭借其高开关速度和低导通损耗特性，正成为光伏逆变器和储能变流器实现高功率密度、高效率的关键技术路径，这与公司产品向小型化、轻量化发展的战略高度契合。 该论文提出的新型M...
重离子辐照导致的p型氮化镓栅极HEMTs漏电流增加机制
Mechanism of Heavy Ion-Induced Leakage Current Increase in Normally-OFF p-GaN Gate HEMTs
Chao Peng · Zhifeng Lei · Teng Ma · Hong Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文报道了 650 V p 型氮化镓（GaN）栅高电子迁移率晶体管（HEMT）在重离子辐照下漏电流增大的现象。重离子导致 GaN HEMT 漏电流增大的退化情况与重离子的线性能量转移（LET）值和偏置电压有关。仅在 LET 值为 60.5 MeV·cm²/mg 的钽（Ta）离子辐照下观察到漏电流增大，而在 LET 值为 20.0 MeV·cm²/mg 的氪（Kr）离子辐照下未观察到该现象。此外，较高的偏置电压会导致漏电流增大的退化现象更为明显。当器件偏置电压为 100 V 时，漏极和源极之间存在...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于p-GaN栅极HEMT器件重离子辐照效应的研究具有重要的可靠性参考价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度等优势，正逐步成为光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关器件。然而，该研究揭示的重离子辐照导致的漏电流退化机制，对我们在特殊应用场景下的产品设计提出了新的...
用于抑制GaN器件串扰并降低反向导通损耗的三级门极驱动
Three-Level Gate Drive for Crosstalk Suppression of GaN Devices With Low Reverse Conduction Loss
Yishun Yan · Lurenhang Wang · Mingcheng Ma · Xuchong Cai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
基于氮化镓（GaN）的桥接结构中的串扰问题限制了GaN器件在高电压水平下的高开关速度和高频应用。本文提出了一种三电平栅极驱动方法，用于在开通和关断的两个死区时间内抑制串扰并降低反向导通损耗。电容 - NMOS电路提供了低阻抗的米勒电流路径，以降低正、负串扰电压幅值。通过一个延迟脉冲模块，精确施加负的栅 - 源电压以抑制正串扰电压峰值，并在死区时间内使GaN器件在栅 - 源零电压下关断，从而降低反向导通损耗。负栅 - 源电压的值取决于齐纳二极管，具有灵活可调性。所提出的方法易于控制且成本较低，无需...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项三电平栅极驱动技术针对GaN器件串扰抑制的创新方案具有重要的战略价值。当前，阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域正积极推进高频化、高功率密度的技术演进，而GaN功率器件凭借其优异的开关特性和高频能力，是实现这一目标的关键使能技术。 该技术的核心价值在于有效解决了GaN...
基于氩中性束刻蚀的E模凹栅GaN MOSHEMT实现1.48 dB噪声系数用于低噪声放大器应用
1.48-dB-Noise Figure E-Mode Recessed-Gate GaN MOSHEMT by Argon-Based Neutral Beam Etching for LNA Applications
Wenbo Ye · Junmin Zhou · Han Gao · Haowen Guo 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月
本研究针对低噪声放大器（LNA）应用，对氮化镓（GaN）增强型（E 型）凹槽栅高电子迁移率晶体管（HEMT）的器件特性进行了全面表征和研究。通过低损伤的基于氩气的中性束蚀刻（Ar - NBE）技术，凹槽栅 HEMT 实现了 0.5 V 的正电压阈值（ ${V} _{\text {TH}}$ ）、148 mS/mm 的最大跨导（gm）以及 2.39 nA/mm 的导通态栅极漏电流（ ${I} _{\text {G}}$ ）。在 2 GHz 的工作频率下，该器件呈现出 1.48 dB 的最小噪声系数...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于氩离子中性束刻蚀技术的增强型GaN MOSHEMT器件研究具有重要的战略参考价值，但其直接应用价值相对有限。 该论文聚焦于低噪声放大器（LNA）应用的GaN器件优化，实现了1.48 dB的超低噪声系数和0.5V的正阈值电压。从技术角度看，增强型GaN器件的常开特性...
关于GaN-HEMT基DC-DC变换器电热建模实验验证的研究
On the Experimental Verification of Electrothermal Modeling of GaN-HEMT-Based DC–DC Converters
Jhonattan G. Berger · Christian A. Rojas · Alan H. Wilson-Veas · Rodrigo A. Bugueño 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
功率变换器的可靠性与半导体器件结温的变化密切相关。因此，拥有这些组件的精确模型至关重要。本研究提出了一种针对基于氮化镓（GaN）的直流 - 直流变换器的电热模型。实验评估采用了基于氮化镓的两电平降压变换器（TLBC），其中通过脉宽调制（PWM）实现电流控制，同时在 10 - $\text{500} \,\text{kHz}$ 的固定开关频率范围内开发了一个综合热模型。测试平台采用红外热传感器进行直接温度测量。通过与稳态和动态条件下的实验数据进行比较，对所提出的模型进行了验证。最后，本研究的贡献在...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN-HEMT器件的电热建模研究具有重要的战略价值。GaN功率器件因其高开关频率、低损耗特性，正成为下一代光伏逆变器和储能变流器的核心技术方向，与公司"1+e"战略中对高功率密度、高效率产品的追求高度契合。 该研究的核心价值在于建立了精确的电热耦合模型，并通过10-...
具有雪崩能力和10 A以上导通电流的1200 V全垂直硅基氮化镓p-i-n二极管
1200-V Fully Vertical GaN-on-Silicon p-i-n Diodes With Avalanche Capability and High On-State Current Above 10 A
Youssef Hamdaoui · Sondre Michler · Adrien Bidaud · Katir Ziouche 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年11月
我们报道了击穿电压（BV）超过 1200 V 的全垂直氮化镓（GaN）-硅（Si）p-i-n 二极管。温度依赖性测量表明其具有雪崩击穿能力，这反映了高质量的加工工艺和外延生长。所制备的垂直 p-i-n 二极管的导通态特性显示，阳极直径较小时导通电阻为 0.48 mΩ·cm²，阳极直径较大（即 1 mm）时导通电阻为 1.7 mΩ·cm²。导通电阻的增加归因于散热问题。尽管如此，由于采用了优化工艺，包括作为边缘终端的深台面刻蚀以及通过聚酰亚胺钝化实现的背面厚铜层散热片（增强了薄膜的机械鲁棒性），大...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1200V全垂直GaN-on-Si p-i-n二极管技术具有重要的战略价值。该技术实现了超过1200V的软击穿电压和10A以上的大电流承载能力，这些参数恰好契合我们光伏逆变器和储能变流器的核心应用场景。 在技术价值方面，该器件展现的0.48-1.7 mΩ·cm²导通电...
过流应力下氮化镓高电子迁移率晶体管失效机制的实验与仿真研究
Experimental and Simulation Study on the Failure Mechanism of GaN HD-GIT Under Overcurrent Stress
Xi Jiang · Jing Chen · Chaofan Pan · Hao Niu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文研究了氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMTs）在过流应力下的失效机制。评估了氮化镓混合漏极嵌入式栅极注入晶体管（HD - GIT）器件在不同应力条件下的过流行为，并确定了主要的失效模式。分阶段分析了GaN器件在过流事件期间的波形，并剖析了每个阶段背后的物理机制。进行了数值技术计算机辅助设计（TCAD）模拟，以分析过流应力期间的电场分布和电子迁移率的变化。通过模拟分析研究了热失控和漏极/衬底击穿失效。结果表明，GaN HEMTs中的热失控失效是由于电子迁移率降低和沟道内电场增加引发的，热...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HD-GIT器件过流失效机制的研究具有重要的技术价值和应用意义。GaN功率器件凭借其高开关频率、低导通损耗和高功率密度等优势，已成为光伏逆变器和储能变流器等产品实现高效率、高功率密度的关键技术路径。 该研究通过实验与TCAD仿真相结合，系统揭示了GaN H...
基于p-GaN栅极HEMT的高速紫外光电探测器用于火焰监测
High-Speed Ultraviolet Photodetector Based on p-GaN Gate HEMT for Flame Monitoring
作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2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...
一种具有增强dVSW/dt噪声免疫性、负VSW耐受性和开通dVSW/dt控制的单片GaN功率IC
A Monolithic GaN Power IC with Enhanced dVSW/dt Noise Immunity, Negative VSW Tolerance and Turn-on dVSW/dt Control
Yifei Zheng · Haoran Wang · Boyu Li · Weimin Yuan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种提升单片氮化镓（GaN）半桥功率集成电路在高速开关瞬态电应力下可靠性的方法。通过片上地线分离设计抑制地弹，避免输入级击穿和误触发；采用双共栅差分对结构的鲁棒电平转换器，有效阻断dVSW/dt噪声传播，同时支持负VSW工作并保持低传输延迟；可调驱动强度的栅极驱动电路抑制振铃与过冲，且不引入寄生元件。基于1 μm硅基GaN工艺实现的100 V单片集成芯片实验验证了其对130 V/ns dVSW/dt的免疫能力、低于10.4 ns的延迟，以及-15 V负压耐受性和输出强度可调性。
解读: 该单片GaN功率IC技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的功率密度提升具有重要价值。其130V/ns的dVSW/dt噪声免疫性和10.4ns超低延迟可直接应用于PowerTitan大型储能系统的高频开关电路，提升系统动态响应速度。双共栅差分对电平转换器的-15V负压耐受设计，可增强阳光电...
研究GaN-HEMT在短时和长时栅极与漏极偏压下阈值电压漂移的测试装置
Test Setup to Study Threshold Voltage Shift of GaN-HEMTs Under Short- and Long-Term Gate and Drain Bias
Benedikt Kohlhepp · Daniel Breidenstein · Thomas Dürbaum · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月
氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN-HEMT）具有低导通电阻和快速开关特性，适用于高效率、高功率密度的电力电子变换器。然而，电荷捕获效应会导致导通电阻退化并引起阈值电压漂移，进而增加开关损耗，甚至因米勒电流引发误开通。由于器件手册通常缺乏阈值电压不稳定性的详细信息，工程师需自行开展测试。鉴于电荷捕获过程的时间常数从微秒至小时不等，且受温度、漏极和栅极偏压等多种因素影响，必须在接近实际应用条件下进行短时与长时测试。本文提出一种仅使用电力电子实验室常规设备的测试方案，通过交替施加应力/弛豫阶段与短时测...
解读: 该GaN-HEMT阈值电压漂移测试技术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，GaN器件的阈值电压不稳定性直接影响开关损耗和系统效率，电荷捕获导致的Vth漂移可能引发米勒电流误开通，威胁系统可靠性。该测试方案可用于：1）优化GaN功率模块的栅极驱动设计，设置合...
基于互补型GaN HEMT的高频脉冲激光驱动器
High-Frequency Pulsed Laser Driver Using Complementary GaN HEMTs
View Document · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文试图揭示一种用于高频光探测与测距（LiDAR）应用中控制激光源的高效激光驱动器。具体的激光雷达要求包括20 MHz的激光重复频率、10 ns的脉冲持续时间以及50 W的瞬时功率。用于自动驾驶车辆的激光雷达的功率效率至关重要，其总输入功率应控制在15 W以内。为提高功率效率，本文提出了一种半桥脉冲激光驱动器，其高端采用耗尽型氮化镓（D 型 GaN）晶体管，低端采用增强型（E 型）GaN 晶体管。此外，还针对 D 型 GaN 晶体管引入并分析了一种高端栅极驱动器，由于不存在体二极管效应，该驱动器...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的互补型GaN HEMT高频脉冲驱动技术具有重要的参考价值和技术延伸意义。虽然研究聚焦于激光雷达应用，但其核心技术路径与我司在高频功率变换领域的技术需求高度契合。 该技术的关键创新在于采用耗尽型GaN（D-mode）与增强型GaN（E-mode）构成的半桥拓扑，...
高功率器件中端电容的建模与分析：以p-GaN栅极HEMT为例
Modeling and Analysis of Terminal Capacitances in High-Power Devices: Application to p-GaN Gate HEMTs
Mojtaba Alaei · Herbert De Pauw · Elena Fabris · Stefaan Decoutere 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
来自硅基氮化镓（GaN）p - GaN 栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）的实验数据表明，终端电容（尤其是 \(C_{\mathrm{BS}}\)、\(C_{\mathrm{BG}}\) 和 \(C_{\mathrm{BD}}\)）与漏源电压（\(V_{\mathrm{DS}}\)）密切相关，这表明通过体接触存在显著的耦合。这种与场板下二维电子气（2DEG）逐渐耗尽相关的行为，现有紧凑模型无法充分描述。本文详细分析了场板下与 \(V_{\text {DS }}\) 相关的耗尽动态，并开发了一种增...
解读: 从阳光电源的业务角度来看，这项关于p-GaN栅极HEMT器件终端电容建模的研究具有重要的战略价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源在高功率密度、高效率的功率转换系统开发中，GaN功率器件正逐步成为替代传统硅基器件的关键技术路径。 该研究针对p-GaN栅极HEMT器件中体电容（CB...
GaN同步Buck变换器的实时预测死区时间优化集成驱动器
Integrated Driver With Real-Time Predictive Dead-Time Optimization Technique for GaN-Based Synchronous Buck Converter
Chengzhi Xu · Peiyuan Fu · Xufeng Liao · Zhangming Zhu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
凭借优异品质因数(FOM),氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)目前在兆赫兹开关频率、高功率密度和效率的开关电源(SMPS)应用中发挥关键作用。但反向导通期间频率相关死区时间损耗显著降低转换效率。反向导通还增加自举(BST)电压过充风险。提出基于预测VSW检测的死区时间优化技术(DOT),可有效消除反向导通。与需要多个周期确定最优死区时间的传统方法不同,该DOT可在宽VIN范围(24-48V)和负载电流(0.1-6A)实时实现最优死区时间。测试芯片采用0.18μm双极-CMOS-DMOS...
解读: 该GaN实时死区时间优化驱动技术对阳光电源GaN功率器件应用有重要优化价值。预测VSW检测DOT可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的GaN模块,提高效率并降低死区损耗。实时优化技术对阳光电源高频开关电源产品的智能化驱动有借鉴意义。4.3%效率提升对户用储能系统和车载电源的能量转换性能有显著改善作...
通过瞬态热表征理解短路应力下GaN HEMT位错缺陷的作用
Understanding the Role of Dislocation Defects of GaN HEMT under Short-Circuit Stress Through Transient Thermal Characterization
Xi Jiang · Yue Wu · Song Yuan · Xiangdong Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
摘要：氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）器件在高母线电压条件下承受反复短路（SC）应力后容易迅速失效。衬底界面处的位错缺陷在引发器件退化和热击穿失效方面起着关键作用。然而，短路应力下位错缺陷的形成机制及其对氮化镓高电子迁移率晶体管短路能力的影响仍不明确。本文提出一种基于瞬态热阻表征的新方法，用于监测氮化镓高电子迁移率晶体管器件内部位错缺陷的演变。同时，建立了一个热模型来阐明位错缺陷对器件热特性的影响。通过分析短路应力前后氮化镓高电子迁移率晶体管的结构函数，将先前难以察觉的缺陷累积转化...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于GaN HEMT器件短路应力下位错缺陷演化的研究具有重要的战略价值。GaN功率器件因其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性，正逐步成为我司光伏逆变器和储能变流器的核心功率开关选择，特别是在高压大功率应用场景中。 该研究揭示的位错缺陷累积机制直接关系到产品可靠性这...
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