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利用自动微分加速功率MOSFET模型参数提取
Accelerating Parameter Extraction of Power MOSFET Models Using Automatic Differentiation
Michihiro Shintani · Aoi Ueda · Takashi Sato · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
模型参数提取对仿真精度至关重要。本文提出了一种针对功率MOSFET紧凑模型的高效参数提取方法，利用自动微分技术显著提升了参数优化过程的效率与准确性，为电力电子器件建模提供了新思路。
解读: 该技术对阳光电源的逆变器及储能PCS产品研发具有重要意义。在组串式逆变器和PowerTitan储能系统设计中，高精度的功率器件（SiC/IGBT）模型是实现精确热仿真和效率优化的基础。自动微分技术能显著缩短器件建模周期，提升仿真与实测的一致性，有助于优化驱动电路设计及开关损耗评估，从而进一步提升产品...
SiC功率MOSFET的物理紧凑模型
A Physics-Based Compact Model of SiC Power MOSFETs
Rainer Kraus · Alberto Castellazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文提出了一种基于物理机制的SiC功率MOSFET紧凑模型，综合考虑了影响器件特性及电热行为的关键物理现象。模型涵盖了沟道电荷、电子迁移率与界面陷阱电荷的依赖关系，并实现了电压相关漏极电阻的有效计算。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器及储能PCS功率密度与效率的核心技术。该物理紧凑模型能更精确地模拟SiC MOSFET在极端工况下的电热耦合特性，对优化PowerTitan等储能系统及组串式逆变器的散热设计、开关损耗评估及可靠性寿命预测具有重要意义。建议研发团队将此模型集成至仿真平台，以缩短高性能...
基于双极扩散方程指数解的平面注入增强型IGBT紧凑模型及其在鲁棒功率变换器设计中的应用
Exponential ADE Solution Based Compact Model of Planar Injection Enhanced IGBT Dedicated to Robust Power Converter Design
Petar Igic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年4月
本文提出了一种基于双极扩散方程（ADE）指数解的注入增强型IGBT（IEGT）紧凑模型。该模型采用指数形状函数描述等离子体载流子分布，在稳态正向偏置下，载流子浓度呈现悬链线分布，仅需两个指数基函数即可实现高精度建模，为功率变换器的鲁棒性设计提供了理论支撑。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心功率器件。该紧凑模型能更精确地模拟IEGT在复杂工况下的动态特性，有助于提升逆变器在高频、高功率密度设计下的损耗计算精度与热管理水平。建议研发团队将其集成至仿真平台，以优化功率模块的驱动电...
高速缓冲层IGBT电感开关特性建模
Modeling Inductive Switching Characteristics of High-Speed Buffer Layer IGBT
Peng Xue · Guicui Fu · Dong Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文提出了一种基于物理的高速缓冲层IGBT紧凑模型。该模型利用MATLAB/Simulink中基于一维傅里叶变换的双极性扩散方程（ADE）求解器，通过对高速缓冲层IGBT电感开关行为的深入理解，实现了全注入水平下的ADE方程求解。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心功率器件。该研究提出的物理紧凑模型能更精确地模拟器件在高速开关过程中的动态特性，有助于优化逆变器及PCS的驱动电路设计，降低开关损耗并提升系统效率。同时，该模型对提升功率模块的热设计精度和...
碳化硅与硅功率MOSFET栅极电容特性再探
Gate Capacitance Characterization of Silicon Carbide and Silicon Power mosfets Revisited
Roger Stark · Alexander Tsibizov · Ivana Kovacevic-Badstuebner · Thomas Ziemann 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月
本文探讨了功率MOSFET的栅极电容-电压（C-V）特性对器件动态性能的影响。准确的C-V表征对于评估开关行为及校准紧凑模型中的集总等效电容至关重要，本文对此进行了全面分析。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线的功率器件选型与驱动优化。随着公司在组串式逆变器和PowerTitan储能系统中大规模应用SiC MOSFET，精确的栅极电容建模对于优化驱动电路设计、降低开关损耗及提升电磁兼容性（EMC）至关重要。建议研发团队利用该研究方法，针对高频化趋势下的SiC器件进行更精细...
基于数据手册的碳化硅功率MOSFET紧凑模型
包含第三象限特性
Arman Ur Rashid · Md Maksudul Hossain · Asif Imran Emon · Homer Alan Mantooth · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文提出了一种碳化硅（SiC）功率MOSFET仿真模型，在保证第一象限精度的同时，能准确预测静态和动态的第三象限行为。该模型具备非对称第三象限特性，对于同步整流仿真至关重要，且仅需基于数据手册参数即可构建，提升了电力电子系统设计的仿真效率与准确性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan、PowerStack等储能系统中全面推进SiC器件的应用，该模型具有极高的工程价值。SiC MOSFET的第三象限特性直接影响同步整流效率及死区时间设置，对提升系统整体转换效率至关重要。该模型通过数据手册驱动，能够显著缩短研发周期，降低仿真与实测的偏...
一种扩展BSIM3模型以适用于碳化硅功率MOSFET的紧凑模型
A Compact Model Extending the BSIM3 Model for Silicon Carbide Power MOSFETs
Lixi Yan · Kanuj Sharma · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
本文提出了一种基于行业标准BSIM3模型进行扩展的方法，旨在为1.2kV碳化硅（SiC）功率MOSFET构建高精度的紧凑模型。该方法利用BSIM3模型描述功率MOSFET的受控沟道部分。与器件厂商提供的模型相比，该标准模型在仿真中展现出更高的保真度。
解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器及储能系统功率密度与效率的核心技术路径。该研究提出的高精度紧凑模型，能够显著优化公司在组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（如PowerTitan系列）设计阶段的仿真准确性，减少样机迭代成本。通过更精准的器件建模，研发团队可更有效地评估SiC MOSFET在极端工况下...
考虑失效模式的SiC MOSFET短路动态模型
Short-Circuit Dynamic Model of SiC MOSFET Considering Failure Modes
Ning Wang · Jianzhong Zhang · Fujin Deng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种紧凑模型，用于精确预测SiC MOSFET的短路动态特性。通过构建短路测试平台，在无需物理参数的情况下采集数据，测量了安全状态与失效状态下的短路轨迹，并分析了栅极氧化层的累积退化过程。
解读: SiC器件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。该研究提出的短路动态模型及失效分析方法，对优化逆变器及PCS的短路保护策略、提升极端工况下的可靠性具有重要指导意义。建议研发团队将其应用于iSolarCloud智能运维平台，通过模型预测实现对功率...
碳化硅功率MOSFET模型：一种基于Levenberg-Marquardt算法的精确参数提取方法
Silicon Carbide Power MOSFET Model: An Accurate Parameter Extraction Method Based on the Levenberg–Marquardt Algorithm
Wadia Jouha · Ahmed El Oualkadi · Pascal Dherbecourt · Eric Joubert 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出了一种基于Levenberg-Marquardt算法的碳化硅（SiC）功率MOSFET模型参数提取方法。通过改进的紧凑模型，研究了SiC MOSFET在不同温度和输入电压下的静态特性。仿真结果与实测数据吻合度极高，验证了该方法的准确性。
解读: SiC器件是阳光电源提升逆变器和储能系统功率密度与效率的核心技术。该研究提出的高精度参数提取方法，能够显著提升SiC MOSFET在仿真环境下的模型保真度，对公司研发组串式光伏逆变器（如SG系列）及大功率储能变流器（如PowerTitan）具有重要意义。通过更精确的静态特性建模，研发团队可优化驱动电...
IGBT建模中栅漏重叠氧化层电容数据手册驱动提取方法的比较与优化
Comparison and Optimization of Datasheet-Driven Extraction of Gate-Drain Overlap Oxide Capacitance in IGBT Modeling
Yuwei Wu · Laili Wang · Jianpeng Wang · Zenan Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
提取栅漏重叠氧化层电容（Coxd）是IGBT紧凑建模的关键步骤。本文对比了两种通用的数据手册驱动提取方法：基于反向电容电压特性的C-V法和基于栅极电荷特性的Q-V法，旨在揭示其内在机理并进行优化，以提升IGBT模型在电力电子仿真中的准确性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能PCS）中功率模块的精确建模。IGBT作为逆变器和PCS的核心功率开关，其开关损耗和电磁干扰（EMI）特性高度依赖于Coxd等寄生参数。通过优化数据手册驱动的参数提取方法，研发团队能显著提升仿真模型在宽电压、大电流...
一种改进的碳化硅MOSFET紧凑模型及其在精确电路仿真中的应用
An Improved Compact Model for a Silicon-Carbide MOSFET and Its Application to Accurate Circuit Simulation
Yasushige Mukunoki · Kentaro Konno · Tsubasa Matsuo · Takeshi Horiguchi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
本文提出了一种改进的离散碳化硅（SiC）MOSFET紧凑模型。该模型在原有基础上，引入了新的输出特性行为模型及内部电容非线性模型。仿真结果表明，改进后的模型在静态特性及瞬态行为方面均比旧模型更接近实测数据，显著提升了电路仿真的准确性。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中大规模应用SiC器件，高精度的器件模型对于提升功率密度和效率至关重要。该改进模型能更准确地模拟SiC MOSFET在高速开关过程中的非线性电容特性，有助于优化逆变器及PCS的驱动电路设计，减少开关损耗，并提升电磁兼容性（E...
包含载流子陷阱影响的高压SiC-MOSFET电路功率损耗预测紧凑模型
Power-Loss Prediction of High-Voltage SiC-mosfet Circuits With Compact Model Including Carrier-Trap Influences
Yuta Tanimoto · Atsushi Saito · Kai Matsuura · Hideyuki Kikuchihara 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
本文旨在阐明载流子陷阱效应对碳化硅（SiC）功率MOSFET电气特性的影响，并将其纳入电路仿真中。重点研究了SiC/SiO2界面缺陷导致的开关特性退化。文章提出了一种考虑陷阱密度的SiC功率MOSFET紧凑模型，用于精确预测高压电路中的功率损耗。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统向更高电压等级和更高功率密度演进，SiC器件已成为提升效率的关键。载流子陷阱导致的长期可靠性退化是影响产品全生命周期性能的核心挑战。建议研发团队将此紧凑模型集成至iSolarCloud智能运...
一种基于数据手册的统一Si/SiC紧凑型IGBT模型
A Datasheet Driven Unified Si/SiC Compact IGBT Model for N-Channel and P-Channel Devices
Sonia Perez · Ramchandra M. Kotecha · Arman Ur Rashid · Md Maksudul Hossain 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文提出了一种用于电路仿真的统一物理基IGBT紧凑模型，能够预测Si和SiC、N沟道和P沟道器件的性能。该模型基于电荷公式，可精确预测不同功率器件技术的详细开关波形，并结合了独特的数据手册驱动参数提取方法。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线至关重要。随着光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）向高功率密度和高效率演进，SiC器件的应用日益广泛。该统一模型能显著提升研发阶段的仿真精度，缩短从器件选型到电路设计的周期。通过数据手册驱动的参数提取，研发团队可更快速地评估不同供应商Si/Si...
一种面向电路设计的β-Ga2O3肖特基势垒二极管
SBD）基于物理的SPICE紧凑模型：通过交流整流特性建模的验证
Shivendra Kumar Singh · Bich-Ngoc Chu · Ka Hou Lam · Ming-Yueh Huang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月
本文提出了一种基于物理的全面紧凑模型，用于β - 氧化镓（Ga₂O₃）肖特基势垒二极管（SBD），该模型专为电路仿真而设计，并通过Verilog - A代码与基于SPICE的仿真器兼容。该模型在考虑高电平注入和电流相关串联电阻的同时，能够捕捉与温度相关的特性以及反向恢复效应。该模型已针对我们自行制作的直径为100μm和250μm的肖特基势垒二极管的直流特性进行了验证。该模型还能准确模拟直径为250μm的肖特基势垒二极管在100 Hz至1 MHz频率范围内、峰 - 峰值为10 V和20 V的正弦输...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项β-Ga₂O₃肖特基二极管（SBD）的SPICE紧凑模型研究具有重要的战略参考价值。氧化镓作为第四代超宽禁带半导体材料，其理论击穿场强达8 MV/cm，远超碳化硅和氮化镓，这为我们在高压大功率应用场景中实现更高功率密度和效率提供了新的技术路径。 在光伏逆变器和储能变流...
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...
分裂栅沟槽MOSFET在分布式效应引起临界条件下的行为
Behavior of Split-Gate Trench MOSFETs in Critical Conditions Caused by Distributed Effects
R. Tambone · A. Ferrara · F. Magrini · R. J. E. Hueting · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
分裂栅沟槽（SGT）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）是一种垂直功率器件，其深沟槽内设有独立的场板（FP）。这种设计通过降低表面电场（RESURF）效应提高了击穿电压（BV）。然而，在快速瞬态开关操作期间，器件各部分可能会出现电压波动。这些波动是由分布效应引起的，可能导致过早击穿、电流拥挤，在最坏的情况下还会导致器件失效。在这项工作中，采用晶圆级传输线脉冲（TLP）测试装置并结合技术计算机辅助设计（TCAD）模拟，来分析SGT MOSFET在分布效应导致的临界条件下的行为。...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于分栅沟槽MOSFET（SGT MOSFET）的研究对我们的核心产品线具有重要的技术参考价值。作为光伏逆变器和储能系统的关键功率器件，MOSFET的性能直接影响系统效率、可靠性和功率密度。 SGT MOSFET通过RESURF效应提升击穿电压的设计理念，与我们在高压...