王来利 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40

随着“双碳”目标推进和能源结构转型，以碳化硅、氮化镓为代表的第三代宽禁带功率半导体器件因其高频、高压、高效及耐高温特性，在电力电子装备中应用前景广阔。然而，传统硅基器件的封装技术难以满足其性能与可靠性需求，已成为产业发展的瓶颈。为突破宽禁带器件大规模应用的技术难题，亟需研究其失效机理、新型封装结构、互连技术、驱动保护设计、多芯片并联建模及应用场景下的可靠性优化方法。《电工技术学报》推出该专题，收录10篇高水平论文，涵盖上述五个研究方向，旨在促进学术交流、技术进步与成果转化。

解读: 该研究对阳光电源的SiC/GaN功率器件应用具有重要指导意义。封装集成与可靠性优化技术可直接应用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器和电动汽车充电设备的功率模块设计。特别是在高频高压应用场景下,新型封装结构和互连技术有助于提升产品功率密度,多芯片并联建模可优化大功率产品的并联均流性能。失效机理研...

Qunsi Yang · Yifu Wang · Xinghua Liu · Qianyu Hou · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本研究报道了电子辐照后4H-SiC紫外光晶体管在热退火过程中光学增益的恢复现象。通过高能电子辐照引入晶格缺陷，显著抑制器件的光电响应；随后的退火处理促使缺陷态退火，有效恢复载流子迁移率与寿命，从而实现光学增益的显著回升。实验结果表明，适当温度退火可选择性消除深能级缺陷，提升材料内部量子效率。该发现为辐照损伤SiC光电器件的功能修复提供了可行路径，对极端环境下光探测器的可靠性优化具有重要意义。

解读: 该SiC器件辐照损伤修复技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在新能源汽车驱动系统和充电桩产品中，SiC MOSFET长期工作在高温、高压、强电磁环境下，宇宙射线和高能粒子辐照会引入晶格缺陷，导致器件性能退化。研究揭示的退火修复机制为ST储能变流器、电机驱动控制器中SiC模块的可靠性提升提供理论依...

Nan Sun · Ronghua Wang · Runxin Microelectronics Corporation · Wuxi China Resources Huajing Microelectronics Corporation 等6人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文报道了基于6英寸硅衬底的高压增强型GaN高电子迁移率晶体管（E-HEMT），采用超薄势垒层结构。通过优化界面控制与材料生长工艺，显著提升了异质结界面质量，有效降低了界面态密度并改善了二维电子气特性。器件表现出优异的击穿电压与导通电阻平衡特性，并在高温反向偏压应力下展现出良好的长期可靠性，界面退化机制被系统分析。该研究为高性能、高可靠GaN功率器件的规模化制造提供了技术支撑。

解读: 该研究的超薄势垒GaN E-HEMT技术对阳光电源的功率变换产品具有重要应用价值。6英寸晶圆规模化制造工艺可降低GaN器件成本,有利于在SG系列逆变器和ST系列储能变流器中推广应用。优化的界面质量和可靠性特性可提升产品在高温、高压工况下的稳定性,特别适合PowerTitan等大功率储能系统。器件优异...

作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年1月

α - Ga₂O₃是有望推动下一代电力电子技术发展的超宽禁带半导体之一。然而，由于其热力学不稳定且热导率较低，过热问题阻碍了α - Ga₂O₃器件的应用。本研究揭示了多指α - Ga₂O₃金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）中热串扰的不利影响。通过第一性原理计算和基于激光的泵浦 - 探测测量确定了α - Ga₂O₃的热导率（室温下约为12瓦每米开尔文）。进行了器件热特性表征和建模，以设计一种脊椎形多指器件布局，该布局通过分散整个器件的发热分布来减轻热串扰。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于α-Ga₂O₃超宽禁带半导体的热管理研究具有重要的战略参考价值。α-Ga₂O₃作为新一代功率半导体材料，其超宽禁带特性（约5.0 eV）理论上可实现更高的击穿电压和更低的导通损耗，这对我们的光伏逆变器和储能变流器等核心产品的效率提升具有显著意义。 该研究揭示的热串...

Zhechi Ye · Kawin Surakitbovorn · Calvin H. Lin · Juan Rivas-Davila · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年7月

高压、低纹波的直流 - 直流转换器在各种工业和科学应用中至关重要。提高开关频率有助于提高转换器的功率密度，但对电路设计提出了挑战。在本文中，我们提出了一种基于迪克森电压倍增器详细模型的设计方法，以考虑高频倍增器电路中的非理想因素。我们介绍了一款高频 80 瓦、48 伏转 7 千伏直流 - 直流电源转换器的设计，其电压纹波峰峰值小于 10 伏。该电路采用了基于氮化镓的高频逆变器、多端口空心平面印刷电路板（PCB）变压器、迪克森电压倍增器和纹波消除技术。PCB 变压器采用屏蔽层构建，以减轻噪声引起的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于Dickson倍压器的高频高压低纹波变换技术具有重要的应用潜力。该技术实现了48V到7kV的升压转换，纹波比控制在0.1%以内，峰值效率达86%，这些指标对我司多个产品线具有参考价值。 在光伏逆变器领域，该技术的高频化设计思路与我司追求高功率密度的方向一致。采用G...

Yi Lu · Jie Zhou · Jiarui Gong · Yang Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年5月

超宽带隙氮化铝（AlN）是一种极具吸引力的用于功率和射频电子领域的材料。单极n型AlN肖特基势垒二极管已展现出其优势，然而，基于AlN的双极型器件虽有待进一步发展，但相关研究却较为匮乏。在本文中，我们报道了具有优异性能的单晶硅p型/氮化铝n型（p - Si/n - AlN）pn结二极管（PND），该二极管是通过将p型硅纳米膜嫁接到n型AlN薄膜上制成的。通过在1100℃下进行高温退火，在n型AlN上直接实现了改进的欧姆接触，接触电阻率为4.9×10⁻³ Ω·cm²。这些PND在整个晶圆上表现出显...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项p-Si/n-AlN异质结二极管技术展现出显著的战略价值。该技术基于超宽禁带半导体AlN材料，实现了3×10^7的高整流比和6.25×10^-9 A/cm²的超低漏电流，这些性能指标对我们的核心产品线具有重要意义。 在光伏逆变器和储能变流器领域，功率器件的性能直接决定...