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无电流崩塌且具有快速反向恢复性能的垂直结构GaN-on-GaN肖特基势垒二极管
Current-Collapse-Free and Fast Reverse Recovery Performance in Vertical GaN-on-GaN Schottky Barrier Diode
Shaowen Han · Shu Yang · Rui Li · Xinke Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
随着自支撑GaN衬底的出现，垂直结构GaN-on-GaN功率器件得到快速发展。本文通过双脉冲测试，评估了新型垂直结构GaN-on-GaN肖特基势垒二极管（SBD）的动态导通电阻（RON）和反向恢复性能。研究表明，该器件具有极快的反向恢复特性，且RON·Qrr品质因数较低，展现了在高效功率转换应用中的巨大潜力。
解读: 该技术对阳光电源的下一代高功率密度产品具有重要意义。垂直结构GaN器件相比横向GaN，在耐压能力和散热性能上更具优势，非常契合阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS（如PowerStack系列）中对高频化、高效率的需求。建议研发团队关注该器件在提升开关频率、减小磁性元件体积方面的应用潜力，特别是...
高频下GaN器件频率相关导通电阻的表征与建模
Characterization and Modeling of Frequency-Dependent On-Resistance for GaN Devices at High Frequencies
Kangping Wang · Bingyang Li · Hongchang Li · Xu Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
随着GaN基功率变换器开关频率向兆赫兹级别迈进，GaN器件在高频下的导通电阻显著高于其直流值，尤其是低导通电阻器件。本文通过电气和热学实验，深入研究了导通电阻的频率相关特性，并建立了相应的表征与建模方法，为高频电力电子系统的设计提供了理论支撑。
解读: 随着光伏逆变器和储能PCS向高功率密度和高开关频率方向发展，GaN器件的应用潜力巨大。该研究揭示了GaN器件在高频下的导通电阻损耗机理，对阳光电源优化户用光伏逆变器及小型化储能变流器（PCS）的效率设计至关重要。建议研发团队在进行高频拓扑选型时，引入该频率相关模型进行损耗仿真，以更精准地评估热设计边...
采用数字刻蚀技术实现单片集成的E/D模式三栅AlGaN/GaN MIS-HEMT稳定高温工作
Stable high-temperature operation of E/D-mode tri-gate AlGaN/GaN MIS-HEMTs with digital recess technique for monolithic integration
Weisheng Wang · United Kingdom · Zhangjiang Laboratory · Ang Li 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
本文报道了一种基于数字刻蚀技术的E/D模式三栅AlGaN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT），实现了稳定的高温工作性能。该器件通过精确控制栅下势垒层的数字刻蚀深度，有效调节阈值电压，兼容单片集成工艺。实验结果表明，在250°C高温环境下，器件仍保持良好的开关特性与电流稳定性，漏电流抑制显著，栅极可靠性优异。该技术为高温、高密度GaN基集成电路的单片集成提供了可行方案。
解读: 该E/D模式GaN MIS-HEMT高温稳定技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。数字刻蚀技术实现的阈值电压精确调控和单片集成能力，可直接应用于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的GaN功率模块设计，通过E/D模式混合集成提升驱动电路集成度，减少外围器件。250°C高温稳定运行特性满足PowerT...
具有分段延伸p型GaN栅极结构的常关型AlGaN/GaN HEMT的电学与光学表征
Electrical and Optical Characterization of a Normally-Off AlGaN/GaN HEMT With a Segmented-Extended p-GaN Gate Structure
Xinyue Dai · Qimeng Jiang · Baikui Li · Haiyang Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月
本文提出了一种分段扩展 p - GaN（SEP）栅极结构，并将其应用于 p - GaN/AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管（HEMT）中。与传统的 p - GaN HEMT 相比，SEP - HEMT 具有以下特点：1）关态泄漏电流降低，击穿电压提高，这归因于扩展 p - GaN（EP）区域实现了电场分布的优化；2）分段架构抑制了寄生效应，从而改善了动态特性。通过脉冲 I - V 测量研究了器件的动态行为，结果表明，在评估的结构中，SEP - HEMT 的动态退化最小。电致发光（EL）表征显...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项分段延伸p-GaN栅极结构的GaN HEMT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，常关型（Normally-Off）GaN器件是实现高效率、高功率密度系统的关键突破点。 该技术的核心价值体现在三个维度：首先，降低的关态漏电流和提升的击穿电压...
650V p-GaN HEMT单脉冲非钳位电感开关
UIS）失效机理与分析
Siyang Liu · Sheng Li · Chi Zhang · Ningbo Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文首次揭示了肖特基栅极p-GaN HEMT在单脉冲非钳位电感开关（UIS）下的耐受物理机制与失效机理。与Si/SiC器件不同，p-GaN HEMT通过将负载电感的能量存储在输出电容中来承受浪涌电流，而非通过雪崩击穿。
解读: GaN器件凭借高开关频率和高效率，是阳光电源未来提升户用光伏逆变器及小型化充电桩功率密度的关键技术方向。本文深入分析了p-GaN HEMT在极端工况下的UIS失效机理，对于优化逆变器功率模块的驱动电路设计、过压保护策略及可靠性评估具有重要指导意义。建议研发团队在后续高频化产品设计中，重点关注GaN器...
电磁脉冲诱导的GaN HEMT功率放大器失效分析
Electromagnetic Pulse Induced Failure Analysis of GaN HEMT Based Power Amplifier
Lei Wang · Changchun Chai · Tian-Long Zhao · Feng Wei 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文揭示了基于商用GaN HEMT的功率放大器（PA）模块在注入高功率电磁脉冲（EMP）后的性能退化及物理失效机制。通过系统性的阶梯脉冲注入实验，监测S参数等关键指标，确定了PA模块的退化与失效阈值。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文探讨的电磁脉冲（EMP）诱导失效机制，对提升公司功率模块在复杂电磁环境下的鲁棒性具有参考价值。建议研发团队关注宽禁带半导体在极端环境下的可靠性边界，优化驱动电路的抗干扰设计，以确保在iSolarCloud...
材料创新与界面工程协同优化以缓解高功率氮化镓基蓝光激光二极管中的COD
Synergistic optimization of material innovation and interface engineering for COD mitigation in high-power GaN-based blue laser diodes
Qiangqiang Guo · Shuiqing Li · Heqing Deng · Zhibai Zhong 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127
针对高功率GaN基蓝光激光二极管中常见的灾变性光学损伤（COD）问题，本文提出了一种材料创新与界面工程协同优化的策略。通过改进电子阻挡层设计并引入高Al组分渐变层，有效抑制了电子泄漏并提升了空穴注入效率；同时优化p型欧姆接触界面，显著降低了接触电阻与界面缺陷密度。实验结果表明，该协同优化方法大幅提高了器件的COD阈值与可靠性，为高性能激光二极管的开发提供了关键技术路径。
解读: 该研究在GaN器件COD可靠性提升方面的创新对阳光电源的高频化产品布局具有重要参考价值。通过材料与界面优化提升的GaN器件可靠性，可直接应用于新一代SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频DC/DC模块，以及车载OBC等对功率密度要求较高的产品。特别是其提出的界面工程优化方法，有助于提升阳光电源...
p-GaN HEMT在低温下的非钳位感性开关行为
Unclamped-Inductive-Switching Behaviors of p-GaN HEMTs at Cryogenic Temperature
Chi Zhang · Sheng Li · Weihao Lu · Siyang Liu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文首次揭示了p-GaN HEMT在低温环境下的非钳位感性开关（UIS）行为。与SiC器件在UIS过程中表现出的温度依赖性雪崩失效不同，p-GaN HEMT在低温下的耐受行为及最终临界击穿电压呈现出独特的特性，为宽禁带半导体在极端环境下的功率应用提供了重要参考。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器及储能系统（如PowerTitan系列）中对高功率密度和高效率的追求，GaN器件作为下一代宽禁带半导体，在提升系统开关频率和减小体积方面具有巨大潜力。该研究揭示了p-GaN器件在极端低温下的可靠性机理，对于阳光电源在极寒地区户外光伏电站及储能系统的功率模块选型、驱动电路设计及...
具有稳定阈值电压和显著降低界面态密度的Al2O3/原位生长GaON栅介质GaN MIS-HEMT
Al2O3/ _in situ_ GaON gate dielectrics incorporated GaN MIS-HEMTs with stable VTH and significantly reduced interface state density
Tian Luo · Sitong Chen · Ji Li · Fang Ye 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126
本文报道了一种采用Al2O3与原位生长GaON复合栅介质的GaN基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）。该结构通过原子层沉积Al2O3与氮等离子体原位处理形成的高质量GaON界面层，有效抑制了界面态密度。实验结果表明，器件具备稳定的阈值电压（VTH）和显著降低的界面态密度，提升了动态可靠性与开关性能。该方法为高性能GaN功率器件的栅介质优化提供了可行方案。
解读: 该GaN MIS-HEMT栅介质优化技术对阳光电源的高频化产品升级具有重要价值。稳定的阈值电压和低界面态密度特性可显著提升GaN器件在SG系列1500V组串式逆变器和ST系列储能变流器中的开关性能和可靠性。特别是在高频PWM控制场景下,可减少开关损耗,提高系统效率。这一技术可用于优化新一代车载OBC...
一种基于去饱和检测的GaN HEMT超快响应保护电路
A Simple Desaturation-Based Protection Circuit for GaN HEMT With Ultrafast Response
Ruoyu Hou · Juncheng Lu · Zhongyi Quan · Yun Wei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
针对GaN增强型高电子迁移率晶体管（GaN E-HEMT）在实际应用中面临的短路保护（SCP）挑战，本文提出了一种基于去饱和检测的超快响应保护电路。由于GaN器件开关速度极快，传统保护方法响应滞后，该研究通过优化检测机制，有效解决了GaN器件在高频应用中的短路保护难题，提升了系统可靠性。
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要求的提升，GaN器件的应用前景广阔。该文提出的超快响应保护电路能有效解决GaN器件在极端工况下的可靠性瓶颈，对提升阳光电源下一代高频化、小型化逆变器及充电桩产品的安全性具有重要参考价值。建议研发团队关注该去饱和检测技术在驱动电路集成化设计...
蓝宝石衬底上高压p-GaN栅HEMT的自增强非钳位感性开关鲁棒性
Self-Enhanced Unclamped-Inductive-Switching Robustness of High-Voltage p-GaN Gate HEMT on Sapphire Substrate
Sheng Li · Yanfeng Ma · Hao Yan · Mingfei Li 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
首次发现并研究了蓝宝石衬底上高压 p 型氮化镓（GaN）栅高电子迁移率晶体管（HEMT）（蓝宝石衬底 GaN HEMT）一种新颖的自增强非钳位电感开关（UIS）行为。除了传统的硅基 GaN HEMT 类似 LC 的谐振行为外，蓝宝石衬底 GaN HEMT 的 UIS 行为有显著偏差，且呈现出与温度相关的击穿电压，这表明高电场可能会引发碰撞电离，并主导击穿现象。此外，进行了技术计算机辅助设计（TCAD）仿真和输出电容表征，共同证实了这一机制。由于电感能量通过碰撞电离电流耗散，蓝宝石衬底 GaN H...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于蓝宝石基GaN功率器件的研究具有重要的战略意义。该技术揭示了p-GaN栅极HEMT在蓝宝石衬底上展现出的自增强型非钳位感性开关（UIS）鲁棒性，这一特性对我们的光伏逆变器和储能变流器等核心产品的可靠性提升具有直接价值。 研究发现，相比传统的硅基GaN器件，蓝宝石基...
一种基于后处理技术的GaN器件开关损耗估算方法
A Postprocessing-Technique-Based Switching Loss Estimation Method for GaN Devices
Minghai Dong · Hui Li · Shan Yin · Yingzhe Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）因其低开关损耗，在高密度功率变换器应用中极具前景，如快充、无线充电和5G电源。然而，GaN器件极快的开关速度使其对寄生参数高度敏感，给准确的损耗评估带来挑战。本文提出了一种基于后处理技术的开关损耗估算方法，旨在解决高频应用下的损耗测量难题。
解读: GaN器件是实现阳光电源下一代高功率密度逆变器和储能系统的关键技术。在户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中，利用GaN替代传统硅基器件可显著提升转换效率并减小体积。该文提出的开关损耗估算方法，有助于研发团队在设计阶段更精准地评估高频开关损耗，优化驱动电路设计，从而降低电磁干扰（EMI）并提升系统可靠性...
共源共栅GaN HEMT在高频软开关应用中输出电容损耗的起源
Origin of Soft-Switching Output Capacitance Loss in Cascode GaN HEMTs at High Frequencies
Qihao Song · Ruizhe Zhang · Qiang Li · Yuhao Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文研究了GaN HEMT在高频软开关应用中输出电容（COSS）损耗（EDISS）的物理机制。研究指出，共源共栅（Cascode）结构的GaN器件在充放电过程中存在非理想损耗，这成为限制高频功率变换效率的关键瓶颈。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化充电桩领域对功率密度要求的不断提升，高频化已成为核心技术趋势。GaN器件凭借优异的开关特性成为提升效率的关键，但共源共栅GaN在高频软开关下的损耗问题直接影响整机效率与热设计。建议研发团队在开发下一代高频紧凑型逆变器或充电模块时，重点评估该损耗机制对系统效率的影响...
避免共源共栅
Cascode）GaN器件在大电流关断条件下的发散振荡
Xiucheng Huang · Weijing Du · Fred C. Lee · Qiang Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
共源共栅结构常用于高压常开型GaN器件。然而，高压GaN器件与低压常关型Si MOSFET之间的电容失配会导致不良特性，如Si MOSFET在关断期间进入雪崩状态，以及高压GaN器件内部丢失软开关条件等。本文针对大电流关断下的发散振荡问题进行了深入分析。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能PCS中对功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为关键技术趋势。该研究揭示了Cascode GaN在极端工况下的振荡机理，对公司优化高频功率模块设计、提升驱动电路可靠性具有重要指导意义。建议研发团队在开发下一代高功率密度组串式逆变器时，重点评估该电容失配效...
基于负压自恢复栅极驱动的GaN桥式电路串扰抑制方法
Crosstalk Suppression Method for GaN-Based Bridge Configuration Using Negative Voltage Self-Recovery Gate Drive
Binxing Li · Guoqiang Zhang · Chengrui Li · Gaolin Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文提出了一种新型负压自恢复栅极驱动（NVSRGD）电路，旨在抑制GaN桥式配置中的串扰问题。通过引入电阻-电容-二极管分压网络建立负栅源电压，有效抑制正向串扰影响，并利用反并联二极管提供低阻抗米勒电流路径，提升了高频开关下的系统稳定性。
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器件的应用成为趋势。该研究提出的NVSRGD技术能有效解决GaN在高频开关下的串扰误导通问题，提升系统可靠性。建议研发团队在下一代高频组串式逆变器及微型逆变器设计中引入该驱动方案，以优化开关损耗并缩小磁性元件体积，进一步提升...
HPM脉冲下GaN SBD的电热耦合特性：位错密度与深度学习预测模型的影响
Electro–Thermal Coupling Characteristics of GaN SBDs Under HPM Pulses: Effect of Dislocation Density and Deep Learning Predictive Model
Peiran Liu · Dawei Liu · Shixiong Liang · Yining Cheng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文研究了氮化镓（GaN）肖特基势垒二极管（SBD）在高功率微波（HPM）脉冲下的电热耦合效应。研究重点分析了材料位错密度对器件损伤的影响，并构建了基于深度学习的预测模型，旨在提升功率器件在极端电磁环境下的可靠性评估能力。
解读: GaN作为第三代宽禁带半导体，在阳光电源的高频化、小型化产品研发中具有潜力。虽然目前阳光电源的主流产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）多采用SiC或IGBT技术，但随着功率密度要求的不断提升，GaN器件在辅助电源或高频功率模块中的应用将成为趋势。本文提出的电热耦合分析方法及深度学习预...
基于禁忌搜索算法自适应有源阻尼的GaN图腾柱PFC变换器电流谐波抑制
Current Harmonic Suppression for GaN Totem-Pole PFC Converter Based on Adaptive Active Damping With Tabu Search Algorithm
Binxing Li · Yuxuan Wang · Gaolin Wang · Li Ding 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
针对GaN基PFC变换器中固定虚拟导纳方法适应性不足导致的电网电流谐波问题，本文提出了一种基于禁忌搜索（TS）算法的自适应有源阻尼方法。通过建立考虑变换器特性的输入导纳模型，该方法能有效抑制谐波，提升电能质量。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有重要参考价值。随着GaN器件在小功率高频变换器中的普及，图腾柱PFC拓扑的应用日益广泛。该文提出的自适应有源阻尼控制策略，能够有效解决高频开关带来的谐波干扰问题，提升系统在复杂电网环境下的电能质量。建议研发团队在户用逆变器及便携式储能产品的控制算法中...
兆赫兹软开关运行下GaN功率开关的电热电路建模与实际评估
Electrothermal Circuit Modeling and Practical Evaluation of GaN Power Switches for Mega-Hertz Soft-Switching Operation
Mingshuo Zhu · Kerui Li · Siew-Chong Tan · Shu Yuen Ron Hui · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文研究了氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）在兆赫兹（MHz）软开关运行下的开关性能与电热行为，重点关注转换效率、热稳定性及电磁干扰。研究指出，GaN器件的实际反向导通特性与厂商数据手册存在差异，并提出了相应的电热建模方法以优化高频应用。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能系统（如PowerStack）中对功率密度要求的不断提升，高频化是未来的核心趋势。GaN器件凭借其卓越的开关速度，是实现MHz级转换的关键。本文提出的电热建模方法，可直接应用于阳光电源研发部门对高频功率模块的热设计优化，有助于提升逆变器效率并缩小体积。建议研发...
功率GaN HEMT器件阈值电压不稳定性测量电路
Threshold Voltage Instability Measurement Circuit for Power GaN HEMTs Devices
Rustam Kumar · Suvendu Samanta · Tian-Li Wu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
p-GaN栅极GaN HEMT器件是实现功率电子应用中常关型操作的首选，但其存在阈值电压不稳定性问题。传统曲线追踪仪无法提供小于500μs的短脉冲，难以准确表征该特性。本文提出了一种新型测量电路，能够实现更短脉冲下的阈值电压不稳定性表征。
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需求日益增长，GaN器件的应用前景广阔。阈值电压不稳定性是影响GaN器件长期可靠性的关键因素。该研究提出的短脉冲测量技术，对于阳光电源研发团队评估GaN器件在实际高频开关工况下的老化特性、优化驱动电路设计以及提升产品可靠性具有重要...
一种基于米勒钳位电路的GaN HEMT串扰抑制新方法
A Novel Crosstalk Suppression Method With Miller Clamp Circuit for GaN HEMTs
Tianci Wang · Chuang Bi · Siyong Luo · Fan Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
氮化镓（GaN）功率器件凭借高开关速度和低导通损耗，显著提升了开关变换器的效率与功率密度。然而，其高开关速度和低阈值电压特性也使其易受桥臂串扰影响。本文提出了一种新型米勒钳位电路，旨在有效抑制GaN器件的串扰问题，提升系统运行可靠性。
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功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用成为技术演进的重要方向。该研究提出的米勒钳位电路能有效解决GaN器件在高频开关下的串扰误导通问题，直接提升逆变器桥臂的可靠性。建议研发团队在下一代高频化、小型化组串式逆变器及微型逆变器设计中引入该抑制方案，以在保...
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