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Ka波段平板行波管互作用电路中流体与热分析的研究
Investigation of Fluid and Thermal Analysis in the Interaction Circuit for Ka-Band Sheet Beam Traveling Wave Tube
Binyang Han · Wei Jiang · Chaoxuan Lu · Boxin Dai 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
实现平板电子束在互作用电路中的理想传输仍是平板行波管（SB-TWT）的关键挑战。粒子模拟表明，电子拦截主要集中在电路末端，导致局部高热流密度，引发温度骤升（>350°C）及真空退化。本文提出一种用于Ka波段SB-TWT的新型嵌入式散热单元（EHSU），结合交错栅格结构与边界层抑制技术以缓解局部过热。构建了该散热单元的热阻网络模型并分析其热-流特性，结果显示最高温度降低约40%。样机实验表明，在3 kW平均功率下可长期稳定运行，钛泵电流（Ti-current）在一小时内稳定于约60 nA。
解读: 该Ka波段行波管的热管理技术对阳光电源功率器件散热设计具有重要借鉴价值。研究中提出的嵌入式散热单元（EHSU）结合交错栅格结构与边界层抑制技术，可降温40%，这一思路可应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC/GaN功率模块散热优化。特别是针对局部高热流密度问题的热阻网络建模方法，可用于...
通过近各向同性多晶金刚石顶面集成提升氮化镓超晶格堡状场效应晶体管
GaN Super-Lattice Castellated Field-Effect Transistors, SLCFETs）性能
Jeong-Kyu Kim · Mohamadali Malakoutian · Thomas Andres Rodriguez · Wiley Yu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年8月
我们展示了在氮化镓（GaN）超晶格城堡式场效应晶体管（SLCFET）顶部集成近各向同性多晶金刚石（PCD）作为散热片后其性能的提升。这种集成使得饱和电流增加了约 14%（最高达到约 2.63 A/mm），同时阈值电压出现负向漂移，而栅极泄漏电流和关态电流几乎保持不变。在 GaN 沟道中发现了拉伸应变，该应变通过增加二维电子气密度导致阈值电压负向漂移。集成 PCD 后，观察到温度显著降低（在 6 W/mm 功率下从约 78°C 降至约 47°C），从而使跨导增加（从 652 mS/mm 增至 68...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN超晶格沟槽场效应晶体管（SLCFET）集成多晶金刚石散热技术具有重要的战略价值。GaN功率器件是我们光伏逆变器和储能变流器的核心元件，直接影响系统的功率密度、效率和可靠性。 该技术通过顶部集成近各向同性多晶金刚石散热器，实现了显著的性能提升。饱和电流提升14%至...