Mohammad Ateeb Munshi · Mehak Ashraf Mir · Mayank Shrivastava · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

在本研究中，我们首次展示了一种基于 p 型氧化物（AlTiO）钝化的器件级解决方案，用于提高 AlGaN/GaN 金属 - 绝缘体 - 高电子迁移率晶体管（MIS - HEMT）的静电放电（ESD）可靠性。我们进行了全面的 ESD 测试，包括采用标准传输线脉冲（TLP）以及超快传输线脉冲（VF - TLP）的关态、半开态、浮栅和反向栅 - 源极应力测试。此外，还在半开态下对漏极施加非破坏性 ESD 脉冲，以研究其对器件性能的影响。与传统的 SiN 钝化 GaN MIS - HEMT 相比，所提出...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于p型氧化物钝化层的GaN MIS-HEMT静电放电（ESD）可靠性增强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，正成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向，但ESD脆弱性一直是制约其大规模应用的瓶颈。 该研究通过AlTiO ...

Chao-Yang Ke · Ming-Dou Ker · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

提出了一种用于单片氮化镓（GaN）基集成电路（IC）的电源轨静电放电（ESD）钳位电路，该电路具有超低泄漏电流和动态定时 - 电压检测功能，并已在0.5微米的硅基氮化镓工艺中成功验证。其待机泄漏电流仅为0.8纳安。通过电压检测，所提出的ESD钳位电路仅能由ESD事件触发，在快速上电条件下不会被误触发。实验结果表明，所提出的设计的人体模型（HBM）ESD鲁棒性可达到6千伏以上。通过调整二极管连接的高电子迁移率晶体管（HEMT）的数量，ESD钳位电路的触发电压具有灵活性，因此它可用于不同额定电压的电...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN基功率轨ESD保护技术具有重要的战略价值。当前公司在光伏逆变器和储能变流器中大量应用碳化硅等宽禁带半导体器件，而GaN器件凭借更高的开关频率和功率密度优势，正成为下一代功率电子系统的关键技术方向。 该论文提出的ESD保护方案解决了GaN集成电路应用中的两个核心痛...

Aakanksha Mishra · M. Monishmurali · B. Sampath Kumar · Shaik Ahamed Suzaad 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

本研究报告了横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS）器件在传输线脉冲（TLP）特性中呈现出的极高静电放电（ESD）失效电压，同时探究了临界电压与细丝形成之间的关联。高失效电压能在高压（HV）输入/输出应用中为过电压应力提供额外保护，从而使器件对ESD损伤具备更强的抵抗力。本文详细研究了漂移区存在降低表面电场（RESURF）注入的LDMOS器件的ESD行为。此外，通过测量和三维工艺及器件仿真（3 - D TCAD），探讨了影响RESURF LDMOS器件高失效电压的漂移区设计和电场工程方法。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于RESURF LDMOS器件超高ESD（静电放电）失效电压的研究具有重要的应用价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率半导体器件是核心部件，其可靠性直接影响整机性能和寿命。LDMOS器件因其优异的高压特性，已广泛应用于我司逆变器的驱动电路和高压I/O接口中。 该研究通...

Shen-Li Chen · Yi-Sheng Lai · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月

本文研究了45V高压n型横向扩散金属氧化物半导体（nLDMOS）的抗静电放电（ESD）能力。通过引入嵌入式超结（SJ）结构，在保持低导通电阻的同时，显著提升了器件的ESD鲁棒性，解决了高压功率器件在可靠性工程中的关键瓶颈。

解读: 该研究聚焦于功率半导体器件的底层可靠性设计，对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。高压LDMOS广泛应用于逆变器及充电桩的驱动电路与控制芯片中，增强其抗ESD能力可直接提升产品在复杂电磁环境下的现场可靠性，降低故障率。建议研发团队关注超结结构在降低导通损耗与提升鲁棒性之间的平衡，将其作为未来功率模...

Yijun Shi · Dongsheng Zhao · Zhipeng Shen · Lijuan Wu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本工作系统研究了肖特基栅 p - GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）在不同栅极和漏极偏置条件下的静电放电（ESD）鲁棒性。在高 $V_{\text {DS}}$（$\ge 40$ V）条件下，栅极端的 ESD 鲁棒性严重受损，此时协同的高电压/电流会引发热失控，造成不可逆损坏。在 $V_{\text {DS}} = 5$ - 30 V 时，以陷阱为主导的 $V_{\text {TH}}$ 漂移（最高达 0.68 V）与 $1200\times N_{\text {it0}}$ 的增加相关，且...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于肖特基栅p-GaN HEMT静电放电（ESD）鲁棒性的研究具有重要的工程应用价值。GaN功率器件凭借其高频、高效、高功率密度特性，正逐步成为光伏逆变器和储能变流器等核心产品的关键技术方向，而ESD可靠性是制约其大规模应用的关键瓶颈。 该研究系统揭示了p-GaN H...

Kyoung-Il Do · Jong-Il Won · Yong-Seo Koo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月

本文提出了一种基于分段拓扑的n型金属氧化物半导体场效应晶体管（NMOSFET）的新型静电放电（ESD）保护装置。研究利用了4H-SiC作为宽禁带半导体（3.3 eV）的材料特性，旨在提升高压应用场景下的半导体器件可靠性，并优化了ESD保护装置的回滞特性。

解读: 该研究针对宽禁带半导体SiC在高压功率器件中的ESD保护问题，对阳光电源的核心产品线具有重要参考价值。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及高压充电桩中大规模应用SiC MOSFET，器件的静电防护与可靠性直接影响产品的现场故障率。该分段拓扑设计可提升功率模块在高压环境下的鲁棒性，建...

Qihao Song · Xin Yang · Bixuan Wang · Everest Litchford 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本文提出了一种与GaN功率HEMT单片集成的栅极静电放电（ESD）保护电路。该多功能电路不仅增强了栅极的ESD鲁棒性，还在功率HEMT正常开关操作期间提高了导通电阻（RON）和阈值电压（VTH）的稳定性。

解读: GaN作为宽禁带半导体，在提升功率密度和开关频率方面具有显著优势。该研究提出的单片集成保护电路有效解决了GaN器件在实际应用中常见的ESD脆弱性及动态导通电阻漂移问题，这对阳光电源的户用光伏逆变器及微型逆变器产品线具有重要参考价值。通过提升器件级的可靠性，可进一步缩小逆变器体积并提升转换效率。建议研...

Yang Wang · Xiangliang Jin · Yan Peng · Jun Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月

在工业级总线中，瞬态电压抑制器（TVS）需承受浪涌电流以确保核心芯片的静电放电（ESD）可靠性。本文基于0.5μm CMOS工艺设计了四种双向可控硅（DDSCR）器件结构，并通过基础物理模型对TVS器件的ESD性能进行了预测与验证。

解读: 该研究聚焦于工业级高可靠性ESD保护器件设计，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、PowerTitan储能系统及充电桩等产品中，通信接口及控制板卡常面临严苛的工业电磁环境。通过优化DDSCR器件结构，可显著提升核心控制芯片在复杂电网环境下的抗浪涌能力与ESD可靠性，降低现场运维故...

Zeyu Zhong · Yang Wang · Zhanpeng Cui · Yuan Wang 等5人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本征柔性的有机场效应晶体管（OFET）是可穿戴电子设备的理想组件。这类电子设备面临的一个重大挑战是人体静电放电（ESD），它会释放安培级的电流浪涌并产生显著的热耗散。由于有机半导体的分子堆积和电荷传输对温度变化（尤其是高温）较为敏感，因此OFET通常容易因静电放电而失效。在此，我们报道了一种热隔离型OFET（hiOFET），通过分散器件中的静电放电电流路径并隔离热耗散区域，提高了其静电放电耐受性。我们的策略使器件的失效水平达到了55.03 mA/mm，比传统晶体管结构的失效水平高出近1.7倍。此...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项热隔离有机场效应晶体管（hiOFET）技术虽然聚焦于柔性电子领域，但其核心的抗静电放电（ESD）防护理念对我司产品具有重要的借鉴价值。 在光伏逆变器和储能系统的实际应用场景中，ESD是导致功率半导体器件失效的主要威胁之一。该论文提出的"分散电流路径+隔离热耗散区域"双...

Hao-En Cheng · Ching-Lin Wua · Chun-Yu Linb · Solid-State Electronics · 2025年11月 · Vol.229

本文提出并基于0.18 μm、1.8 V CMOS工艺实现了一种用于负电压电源引脚的新型电源轨静电放电（ESD）钳位电路。该电路仅采用1.8 V nMOS和pMOS器件，实现了高达3倍电源电压（3×VDD，即5.4 V）的电压耐受能力，优于大多数现有设计所达到的2×VDD耐压水平。此外，该电路表现出超过8 kV的人体模型（HBM）抗静电能力，并在室温下展现出极低的漏电流，约为0.7 nA，因此非常适用于生物医学电路、混合电压应用以及电源管理系统中的负电压环境。

解读: 该3xVDD容差ESD保护电路技术对阳光电源储能系统(ST系列PCS、PowerTitan)及充电桩产品具有重要应用价值。其负电压接口保护能力可优化混合电压拓扑设计,8kV HBM防护等级满足工业级可靠性要求,0.7nA超低漏电流特性有助于降低储能系统待机损耗。该技术可应用于三电平拓扑的功率器件保护...

Qihao Song · Xin Yang · Bixuan Wang · Everest Litchford 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

本文提出了一种与氮化镓（GaN）功率高电子迁移率晶体管（HEMT）单片集成的栅极静电放电（ESD）保护电路。除了增强栅极在ESD事件中的鲁棒性外，该多功能电路还能提高功率HEMT在正常开关操作时导通电阻（$R_{ON}$）和阈值电压（$V_{TH}$）的稳定性。这种改进的实现方式是在关断状态下钳位HEMT的负栅极偏置（$V_{G}$），而负栅极偏置是功率p型栅极GaN HEMT中$R_{ON}$和$V_{TH}$不稳定的关键原因。本文搭建了一个电路装置，用于原位监测动态$R_{ON}$及其从第一...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN功率HEMT单片集成保护电路技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，GaN HEMT因其高开关频率、低导通损耗和高功率密度特性，是实现系统小型化和效率提升的关键技术路径。 该研究解决的核心痛点直接关系到我们产品的可靠性表现。在光伏逆变器...

Yunren Sui · Zhixiong Ding · Zengguang Sui · Haosheng Lin 等6人 · Applied Energy · 2025年5月 · Vol.386

摘要 季节性热能储存技术在解决能源需求与供给在不同季节之间的时间和强度不匹配方面具有巨大潜力。吸收式热能储存因其高储能密度（ESD）和极低的能量损失，适用于长期储能，但面临结晶、较高的平准化成本以及放电速率下降等挑战。为克服这些局限，本研究首次提出一种采用新型深共熔溶剂（DESs）的多单元吸收式热能储存系统（MATES），以实现无结晶、低成本且稳定的能量储存。针对跨季节应用场景，该装置采用多单元结构并结合一次通过式放电策略，以确保稳定的输出；所提出的基于DES的工作流体具有较低的结晶温度和成本，...

解读: 该季节性热化学储能技术对阳光电源储能系统具有重要启示价值。研究提出的多单元吸收式储能(MATES)与深共熔溶剂方案,能量密度达549.6 kJ/kg,平准化成本仅0.032-0.040美元/kWh,可为ST系列PCS和PowerTitan系统提供跨季节储能方案设计参考。其低温(<50°C)太阳能利用...

Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种用于p-GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT）的单片集成双向栅极静电放电（ESD）保护方案。设计采用双栅HEMT作为放电管，在几乎不牺牲器件性能的前提下，将正向/反向传输线脉冲失效电流从0.156 A/0.08 A显著提升至1.36 A/5.26 A。

解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的单片集成ESD保护方案有效解决了GaN器件栅极脆弱的痛点，显著提升了器件在复杂工况下的静电耐受能力和可靠性。建议研发团队关注该双栅结构在提升功率模块鲁棒性方面的潜力，特别是在高频化、小型化的...

Jinfang You · Jintong Gao · Renpeng Li · Ruzhu Wang 等5人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.380

摘要 吸收式蓄热能够实现高的储能密度（ESD）和效率。然而，在低温环境下，其性能受到结冰风险以及储能密度降低的显著制约。为缓解这些挑战，本研究提出了一种空气源蒸气压缩热泵辅助吸收式蓄热的耦合系统。在低温环境下放热时，空气源蒸气压缩热泵消耗少量电能，提升吸收式蓄热系统的蒸发温度，从而避免结冰风险并确保高效运行。本文对所提出的系统进行了理论与实验分析，以获得更深入的认识。理论分析表明，在空气源蒸气压缩热泵的辅助下，吸收式蓄热系统在寒冷环境条件下仍可提供65°C的高温热量输出。通过优化放热过程中的耦合...

解读: 该空气源热泵辅助吸收式储热技术对阳光电源综合能源系统具有重要启示。其通过少量电能驱动热泵提升储热系统低温放热性能,实现COP>3.5和320kWh/m³能量密度,可与阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan系统协同,构建电-热混合储能方案。特别适用于北方寒冷地区的工商业储能项目,通过iSol...

Zhiquan He · Yu Bai · Guanlin Li · Xuanxi Liu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年10月

在本信件中，通过调控 ${\mathrm {Hf}}_{\mathbf {x}}$ ${\mathrm {Zr}}_{\mathbf {{1}-}\mathbf {x}}$ ${\mathrm {O}}_{\mathbf {{2}}}$ （HZO）薄膜的氧空位（V ${}_{\!\!\mathbf {O}}$ ），显著改善了其反铁电（AFE）性能。在 HZO 薄膜的溅射过程中使用了具有不同 ${\mathrm {O}}_{\mathbf {{2}}}$ 流量的气体。引入适当的 ${\mathrm...

解读: 从阳光电源储能系统业务视角看，这项基于HfₓZr₁₋ₓO₂（HZO）反铁电薄膜的储能电容技术展现出显著的应用潜力。该研究通过氧空位调控实现相工程优化，在8.0%氧空位浓度和0.82锆浓度配比下，获得了86.3 J/cm³的能量存储密度和74%的储能效率，同时展现出超过10⁹次循环后仍保持98%初始容...

Zhixiong Ding · Wei Wu · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377

摘要 近年来，吸收式热电池（ATB）因其高储能密度（ESD）、低热损失以及多样的输出功能而受到广泛关注。然而，在低品位可再生能源条件下，降低充电温度以提升系统性能对ATB的应用提出了关键挑战。为此，已提出两级ATB用于极低充电温度工况。为全面且准确地研究两级ATB在不同条件下的性能，本文建立了一个经过实验验证的动态模型。随后，对比了基本循环与两级循环在冷量储存和热量储存场景下的运行行为及循环性能。接着，研究了在不同充电温度下，两个溶液罐（即主储液罐和辅助罐）之间的溶液分配对循环性能的影响。此外，...

解读: 该两级吸收式热电池技术为阳光电源储能系统提供了长时储能新思路。其在55°C低温充电下实现115.8 kWh/m³冷储能密度,在50°C下达59.7 kWh/m³热储能密度,均为基础系统两倍以上,可与ST系列PCS及PowerTitan系统形成冷热电三联供方案。该技术低热损、高密度特性适配可再生能源波...

Mohamed G.Gado · Valeria Palom · Vincenza Brancato · Andrea Frazzi · Energy Conversion and Management · 2025年3月 · Vol.327

摘要 本研究提出了一种用于建筑电转热与电转冷应用的创新吸附式热能储存（STES）系统，该系统采用液态制冷剂分配方式以及吸附反应器的直接蒸发/冷凝机制，避免了传统吸附技术中复杂且昂贵的真空阀门需求。系统采用一种浸渍型复合吸附剂CaCl₂@SG_25，并在实验室尺度上对其吸附等温线与动力学特性进行了研究。开发了一个动态模型，用于分析该STES系统在不同季节下的充放电运行模式，重点关注设计参数（如吸附动力学）和边界条件（如充电功率、冷凝/蒸发入口温度）。研究考察了关键运行指标，包括吸附特性、荷电状态（...

解读: 该吸附式储热技术为阳光电源储能系统拓展了热能存储新路径。其199 kWh/m³的能量密度和104%往返效率,可与ST系列PCS协同构建电转热/冷综合能源系统。液态制冷剂分配技术简化了系统复杂度,适合集成到PowerTitan储能方案中,为建筑光储热一体化提供季节性储能支撑。SOC管理策略和自放电率控...

Xiangxing Jiang · Yiqiang Chen · Bo Hou · Chuan Song 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月

针对p-GaN栅极增强型GaN HEMT的可靠性挑战，本文提出了一种基于电流瞬态特征的在线退化感知方法。通过追踪器件在重复静电放电（ESD）应力下的电流变化，实现了对器件退化状态的实时监测，并深入分析了其失效机理，为提升宽禁带半导体器件在电力电子系统中的可靠性提供了理论支撑。

解读: GaN作为宽禁带半导体，是阳光电源下一代高功率密度光伏逆变器和户用储能产品的关键技术储备。该研究提出的在线退化感知方法，对于提升阳光电源组串式逆变器及微型逆变器中功率模块的长期可靠性具有重要意义。建议研发团队关注该电流瞬态特征监测技术，将其集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器驱动电路中，...

Hyung Won Choia1 · Ja Ryong Kooa1 · Yong Tae Kang · Energy Conversion and Management · 2025年5月 · Vol.332

摘要 本研究提出了一种新型混合系统，将热泵（HP）与吸附热电池（STB）相结合，旨在实现热能储存的电气化。该集成方式能够同时提升热能的数量与品质，有效缓解能源供需之间的不匹配问题。为评估并优化该系统在实际应用中的性能，本文分析了三个关键性能指标：系统性能系数（COP）、储能效率和储能密度（ESD）。鉴于这些指标的最优运行点存在相互冲突，本文引入了一个加权性能指标（WPI），对各基础指标赋予相应权重。该方法有助于制定综合优化策略，并针对不同实际应用场景确定最优运行条件。结果表明，在进水温度为35 ...

解读: 该热泵-吸附式储热电池混合系统对阳光电源ST系列储能产品具有重要启示。研究中的加权性能指标优化方法(WPI)可借鉴至PowerTitan储能系统的多目标协同控制策略,平衡功率密度、能量密度与系统效率。其热量品质提升技术与阳光电源PCS的能量管理算法存在协同潜力,可应用于工商业储能场景的冷热电三联供系...

Changhyeon Han · Ki Ryun Kwon · Soi Jeong · Been Kwak 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月

研究了Al掺杂浓度及不同底电极对HfxZr₁₋ₓO₂（HZO）材料结晶性、铁电性、储能密度（ESD）和氧缺陷的影响。结果表明，这些性能变化与氧空位（VO）形成及四方相（t相）的稳定密切相关。较高Al浓度有助于增强t相稳定性，抑制向正交相（o相）转变，且该效应与底电极结构协同作用，显著调控HZO材料性能。研究为通过精确调控掺杂浓度与电极材料优化铁电器件提供了重要依据。

解读: 该HfO₂基铁电材料研究对阳光电源储能系统具有前瞻性应用价值。铁电材料的高储能密度特性可应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的直流侧电容优化，通过Al掺杂调控实现更高能量密度和温度稳定性。氧空位调控机制为功率模块中SiC/GaN器件的栅极介质层优化提供理论依据，可提升器件开关特性和可靠...