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考虑热失控现象的SiC MOSFET雪崩动力学模型
Avalanche Dynamics Model of SiC MOSFET Considering Thermal Runaway Phenomenon
Ning Wang · Jianzhong Zhang · Fujin Deng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文提出了一种高精度的平面型SiC MOSFET紧凑型SPICE模型，用于预测雪崩动力学过程。该模型创新性地考虑了动态雪崩电阻，能够准确模拟安全状态下的雪崩轨迹，并描述了器件内部的热失控现象。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度与效率的核心器件。该模型对雪崩动力学及热失控的精确模拟，直接有助于提升阳光电源在极端工况下的功率模块可靠性设计。建议研发团队利用该模型优化逆变器在过压冲击下的保护策略，并将其集成至功率模块的寿命预测与...
半桥电路中增强型氮化镓器件的不稳定性分析与振荡抑制
Instability Analysis and Oscillation Suppression of Enhancement-Mode GaN Devices in Half-Bridge Circuits
Kangping Wang · Xu Yang · Laili Wang · Praveen Jain · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文分析了基于增强型氮化镓（GaN）晶体管的半桥电路中的不稳定性问题。这种不稳定性可能导致持续振荡，进而引发过电压、严重的电磁干扰（EMI），甚至导致器件击穿。研究指出，GaN器件在死区时间反向导通时处于饱和区，受寄生参数影响较大。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。本文研究的半桥电路振荡问题是提升系统可靠性的关键。建议研发团队在设计高频功率模块时，重点优化PCB布局以降低寄生参数，并针对GaN器件在死区时间的特性优化驱动电路设计，以抑制振荡并降低EMI，从而提...
具有强尺度分离的耦合电热问题的有限元分析
Finite-Element Analysis of Coupled Electro-Thermal Problems With Strong Scale Separation
Sebastian Eiser · Mirko Bernardoni · Michael Nelhiebel · Manfred Kaltenbacher · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
本文提出了一种针对毫米级功率DMOS器件耦合电热行为的有限元分析方法，重点解决了微米级结构的解析问题。对于高可靠性电力技术而言，预测自热条件下的电流和温度分布对于实现长器件寿命至关重要。该方法独特之处在于将器件有源区与热环境进行了有效集成。
解读: 该研究聚焦于功率器件的电热耦合与多尺度仿真，对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。在功率密度不断提升的背景下，精确的器件级热仿真能有效优化功率模块的散热设计，提升IGBT/SiC模块的可靠性，从而延长产品全生命周期。建议研发团队将此多尺度耦...
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...
混合式中压直流断路器中非对称IGCT器件二极管感应反向电压应力的抑制
Suppression of Diode-Induced Reverse Voltage Stress for the Asymmetric IGCT Device in the Hybrid MVDC Circuit Breaker
Jiayu Fan · Yu Xiao · Xinming Shao · Zhonghao Dongye 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
非对称集成门极换流晶闸管（IGCT）在混合式中压直流（MVDC）断路器中常用于电流分担与续流，以提升真空灭弧室的介电恢复能力。本文针对续流二极管导通期间，非对称IGCT器件承受的反向电压应力问题进行研究，旨在抑制该应力以防止器件失效。
解读: 该研究聚焦于高压大功率电力电子器件（IGCT）在直流断路器中的应用及可靠性。虽然阳光电源目前的主力产品（光伏逆变器、储能PCS）多采用IGBT或SiC模块，但随着公司在大型储能系统及直流输配电领域（如PowerTitan系列、高压直流耦合方案）的深入布局，对高压直流断路技术及功率器件的极端工况保护具...
通过增加等离子体扩展层提高SiC MPS二极管的浪涌电流能力
Improving Surge Current Capability of SiC Merged PiN Schottky Diode by Adding Plasma Spreading Layers
Na Ren · Jiupeng Wu · Li Liu · Kuang Sheng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种在碳化硅（SiC）MPS二极管中引入等离子体扩展层（PSL）的新型结构设计。与传统MPS二极管中孤立的P+岛设计不同，该结构通过P+等离子体扩展层连接P+岛，有效促进了双极电流的扩展，从而显著提升了器件的浪涌电流承受能力。
解读: 该研究直接针对SiC功率器件的核心痛点——浪涌电流能力，这对阳光电源的高功率密度光伏逆变器和储能变流器（PCS）至关重要。在PowerTitan等储能系统及组串式逆变器中，SiC器件常面临电网侧故障带来的浪涌冲击。采用具备PSL结构的SiC MPS二极管，可提升系统在极端工况下的可靠性，降低对过流保...
通过互补多数载流子导电路径改善安全工作区
SOA）的双栅功率LDMOS设计
Wenfang Du · Xing-Bi Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年1月
本文提出了一种集成pMOS的n型功率LDMOS结构，旨在提升器件的安全工作区（SOA）。该结构通过三个外部端子，在高压大电流条件下利用两种类型的多数载流子进行导电。pMOS被集成在nMOS的耐压区之外，在高压大电流工况下，通过控制pMOS栅极，有效改善了器件的导通特性与可靠性。
解读: 该研究针对功率半导体器件的SOA瓶颈提出了创新性结构设计，对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能PCS中，功率器件的耐压与大电流下的可靠性是系统效率与寿命的关键。该双栅LDMOS技术若能应用于驱动电路或辅助电源模块，可显著提升系统在极端工况下的鲁棒性。建...
共源共栅GaN HEMT短路失效机理研究
Exploring Short-Circuit Failure Mechanism of Cascode GaN HEMT
Sheng Li · Qinhan Wang · Weihao Lu · Leke Wu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文通过仿真分析与实验验证，深入揭示了共源共栅（Cascode）氮化镓器件在单脉冲短路事件下的失效机理。研究发现了一种独特的“恢复”失效现象，并明确了器件内部两个主要的烧毁区域：栅极指状结构包围的漏极拐角处及其他关键区域。
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。本文揭示的Cascode GaN短路失效机理及“恢复”现象，对于优化逆变器功率模块的驱动电路设计、短路保护策略及热管理方案具有重要参考价值。建议研发团队在后续高频化产品设计中，重点关注GaN器件在极端工况...
并联10 kV SiC MOSFET栅极振荡分析与抑制方法
Analysis and Mitigation Methods of Gate Oscillation in Paralleled 10 kV SiC MOSFETs
Gao Liu · Zhixing Yan · Morten Rahr Nielsen · Thore Stig Aunsborg 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文研究了并联10 kV SiC MOSFET中的栅极振荡问题，这是限制其并联应用的关键瓶颈。研究发现，在开关瞬态过程中，并联SiC MOSFET工作在饱和区，形成了闭环反馈系统，导致了栅极振荡，进而引发误触发及器件损坏风险。
解读: 随着阳光电源在大型地面电站及储能系统（如PowerTitan系列）中对高压、高功率密度需求的提升，10 kV SiC器件的应用潜力巨大。该研究揭示的并联栅极振荡机制对于优化大功率PCS模块的驱动电路设计至关重要。建议研发团队在开发高压SiC功率模块时，重点关注饱和区反馈回路的阻尼设计，以提升多管并联...
通过瞬态热特性分析理解GaN HEMT在短路应力下的位错缺陷作用
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11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在高压短路应力下易发生快速失效。研究表明，衬底界面的位错缺陷在诱导器件退化和热击穿失效中起关键作用。本文探讨了短路应力下位错缺陷的形成机制及其对热性能的影响。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能系统中对高功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文揭示的位错缺陷与短路热失效机制，对公司研发团队在GaN功率模块的选型、驱动保护电路设计及热管理方案优化具有重要参考价值。建议在产品开发中引入该瞬态热特性分析方法，以提升高频化、小型化产品的可靠性设...
由于栅极空穴注入与复合，p-GaN/AlGaN/GaN HEMT的栅极可靠性增强
Enhanced Gate Reliability of p-GaN/AlGaN/GaN HEMTs Due to Gate Hole Injection and Recombination
Manuel Fregolent · Carlo De Santi · Mirco Boito · Michele Disarò 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年9月
本文深入揭示了在正向栅极应力下，具有p-GaN栅的常关型GaN HEMT器件退化机制，提出并验证了栅极空穴注入与界面复合对器件可靠性的关键作用。研究表明，空穴注入可有效中和栅介质层中的正电荷，抑制阈值电压漂移，同时降低栅极漏电流。通过优化p-GaN层掺杂与界面质量，显著提升了器件在长期应力下的稳定性。该机制为提升GaN基功率器件的栅极可靠性提供了新的理论依据和技术路径。
解读: 该p-GaN栅极可靠性增强机制对阳光电源GaN功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中，GaN HEMT可实现更高开关频率和功率密度，但栅极可靠性是制约其大规模应用的关键。研究揭示的空穴注入抑制阈值漂移机制，为优化PowerTitan储能系统中GaN器件的长期稳定性提供理论依...