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基于p-GaN栅极的常关型GaN晶体管在桥臂电路中的开关瞬态分析
Switching Transient Analysis for Normally-off GaN Transistor With p-GaN Gate in a Phase-Leg Circuit
Ruiliang Xie · Xu Yang · Guangzhao Xu · Jin Wei 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
本文研究了商用常关型p-GaN栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）的开关特性。分析了栅极区域肖特基结与p-GaN/AlGaN/GaN异质结的电学特性，探讨了p-GaN层在桥臂电路开关瞬态过程中的电位变化及其对器件动态性能的影响，为高频功率变换器的设计提供了理论支撑。
解读: 随着电力电子技术向高频化、高功率密度发展，GaN器件在阳光电源的户用光伏逆变器及小型化充电桩产品中具有巨大的应用潜力。本文对p-GaN栅极GaN器件开关瞬态的深入分析，有助于研发团队优化驱动电路设计，抑制开关过程中的电压振荡与EMI问题，从而提升逆变器效率。建议在下一代高频化户用逆变器及便携式储能产...
60Co γ辐照引起的p-GaN栅极AlGaN/GaN HEMT漏电机制
Gate leakage mechanisms caused by 60Co gamma irradiation on p-GaN gate AlGaN/GaN HEMTs
Danmei Lin · Xuefeng Zheng · Shaozhong Yue · Xiaohu Wang · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
研究了60Co γ射线辐照对p-GaN栅极AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMTs）栅极漏电特性的影响。实验结果表明，辐照后栅极漏电流显著增加，主要归因于γ光子诱导的位移损伤在p-GaN/AlGaN界面附近形成受主型缺陷，导致隧穿势垒降低和漏电路径增强。通过电容-电压与电流-电压特性分析，确认辐照诱发的缺陷能级位于禁带中下部，促进了Frenkel对的生成与载流子热发射过程。该工作揭示了p-GaN基HEMT在辐射环境下的可靠性退化机制。
解读: 该研究对阳光电源GaN器件应用的可靠性设计具有重要参考价值。研究揭示的γ辐照导致p-GaN栅极漏电增加的机理,可指导我们在SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中GaN器件的防护设计。特别是对于航天级或核电站配套的特种变流设备,需要重点考虑辐照环境下GaN器件的栅极可靠性问题。建议在功率模块设计时采...
一种具有超低寄生电感的PCB嵌入式GaN全桥模块
A Highly Integrated PCB Embedded GaN Full-Bridge Module With Ultralow Parasitic Inductance
Zhiyuan Qi · Yunqing Pei · Laili Wang · Qingshou Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
为充分发挥氮化镓（GaN）器件的高频优势，本文提出了一种基于PCB嵌入技术的面朝上集成功率模块，解决了传统分立方案带来的寄生参数挑战。该模块高度集成了GaN裸片全桥、驱动电路及去耦电容，有效降低了寄生电感，提升了高频功率变换性能。
解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及户用储能系统具有重要价值。随着逆变器向高功率密度和高开关频率发展，传统分立器件方案受限于寄生电感，难以进一步提升效率。PCB嵌入式GaN模块能显著降低开关损耗和电压尖峰，直接提升逆变器效率并减小磁性元件体积。建议研发团队关注该封装技术在户用逆变器及微型逆变器中的应...
具有ScAlN势垒的GaN HEMT实现低于100 Ω/□的方块电阻
Sub-100 Ω/□ sheet resistance of GaN HEMT with ScAlN barrier
Jiangnan Liu · Pat Kezer · Md Tanvir Hasan · Ding Wang · Applied Physics Letters · 2025年8月 · Vol.127
本文报道了采用钪铝氮（ScAlN）势垒层的氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT），实现了低于100 Ω/□的极低方块电阻。通过优化ScAlN组分与外延生长工艺，显著提升了二维电子气浓度并降低了接触电阻，从而大幅改善器件的导通特性。透射电子显微镜与X射线衍射分析证实了高质量异质结构的形成。该成果为高性能射频与功率电子器件提供了有前景的技术路径。
解读: 该ScAlN势垒GaN HEMT技术对阳光电源的高频功率变换产品具有重要应用价值。方块电阻低于100Ω/□的特性可显著提升器件开关性能和导通特性,适用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中的高频DC-DC环节,有助于提高功率密度。特别是在1500V系统中,该技术可降低开关损耗,提升系统效率。同时...
基于p-GaN HEMT的紫外探测器在低温下的光响应特性
Photoresponsivity of _p_-GaN HEMT-based ultraviolet photodetectors at low temperatures
Haodong Wang · Meixin Feng · Yaozong Zhong · Xin Chen · Applied Physics Letters · 2025年5月 · Vol.126
本文研究了基于p型GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的紫外光电探测器在低温环境下的光响应性能。通过变温光电测试，系统分析了器件在不同温度下的光电流、响应度及探测机制的变化规律。结果表明，随着温度降低，器件的暗电流显著抑制，光暗电流比大幅提升，同时响应度增强，归因于低温下载流子复合减少与能带结构优化。该工作为高性能紫外探测器在极端环境中的应用提供了实验依据与理论支持。
解读: 该研究对阳光电源的GaN功率器件应用具有重要参考价值。p-GaN HEMT在低温环境下光响应性能的提升，可用于优化我司SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器中的GaN器件温控设计。特别是在-40℃低温工况下，通过抑制暗电流提升光暗电流比的方法，有助于提高GaN器件的开关特性和可靠性。这对于提升极寒地...
基于电路法的P-Gate GaN HEMT栅极鲁棒性与可靠性评估
Gate Robustness and Reliability of P-Gate GaN HEMT Evaluated by a Circuit Method
Bixuan Wang · Ruizhe Zhang · Qihao Song · Hengyu Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
针对GaN SP-HEMT栅极过压裕度小的问题，现有直流偏置或脉冲I-V测试方法难以模拟实际变换器中的栅极电压过冲。本文提出了一种新的电路评估方法，能够更真实地反映实际工况下的栅极可靠性。
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器件的应用成为趋势。该文章提出的电路级栅极可靠性评估方法，能够有效指导研发团队在设计阶段规避GaN器件在复杂开关瞬态下的失效风险。建议在组串式逆变器的高频功率级设计中引入该评估方法，以优化驱动电路设计，提升产品在极端工况下...
基于ScAlN/ScN电荷陷阱耦合铁电栅堆叠的增强型AlGaN/GaN HEMT
E-mode AlGaN/GaN HEMT with ScAlN/ScN charge trap-coupled ferroelectric gate stacks
Jiangnan Liu · Ding Wang · Md Tanvir Hasan · Shubham Mondal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种采用ScAlN/ScN电荷陷阱耦合铁电栅堆叠结构的增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）。该器件通过铁电极化与界面电荷陷阱的协同作用，实现了稳定的增强型操作特性。实验结果表明，该结构有效调控了阈值电压并提升了栅控能力，同时保持了较高的开关比和低关态漏电流。透射电子显微镜分析证实了栅堆叠的高质量界面特性。该方法为实现高性能、高可靠性的GaN基增强型功率器件提供了新途径。
解读: 该ScAlN/ScN栅堆叠GaN HEMT技术对阳光电源功率变换产品具有重要价值。增强型特性和低漏电流的优势可显著提升SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的效率与可靠性。铁电栅结构创新为开发更高功率密度的三电平拓扑模块提供新思路，特别适用于PowerTitan大型储能系统的高频开关应用。同时，该技...
一种用于检测快速GaN器件开关电流的高带宽集成电流测量方法
A High-Bandwidth Integrated Current Measurement for Detecting Switching Current of Fast GaN Devices
Kangping Wang · Xu Yang · Hongchang Li · Laili Wang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
氮化镓（GaN）器件凭借优异的开关性能适用于高频功率变换器。为充分发挥其性能，需深入研究开关特性，这要求高精度的开关电流测量。然而，GaN器件开关速度极快且对寄生参数敏感，传统的测量方法难以满足需求，本文提出了一种高带宽集成电流测量方案以解决该问题。
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关键方向。该文献提出的高带宽电流测量技术，能够有效解决GaN器件在快速开关过程中的电流采样难题，有助于优化驱动电路设计并降低寄生参数影响。建议研发团队在下一代高频化、小型化户用逆变器及微型逆变器开发...
氮化镓功率器件的稳定性、可靠性与鲁棒性综述
Stability, Reliability, and Robustness of GaN Power Devices: A Review
Joseph Peter Kozak · Ruizhe Zhang · Matthew Porter · Qihao Song 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
氮化镓（GaN）器件在提升电力电子设备的效率、频率及功率密度方面具有革命性意义。然而，其材料特性、器件架构及物理机制与硅（Si）和碳化硅（SiC）存在显著差异，导致了独特的稳定性、可靠性及鲁棒性挑战。本文系统梳理了GaN器件面临的关键技术瓶颈与失效机理。
解读: GaN器件是实现阳光电源下一代高频、高功率密度逆变器及充电桩产品的关键技术路径。随着户用光伏逆变器和电动汽车充电桩向轻量化、小型化发展，GaN的应用能显著降低开关损耗并提升系统效率。建议研发团队重点关注GaN在高温、高压环境下的长期可靠性评估，特别是针对iSolarCloud平台下的运行数据进行失效...
一种具有低寄生参数的紧凑型双面散热650V/30A GaN功率模块
A Compact Double-Sided Cooling 650V/30A GaN Power Module With Low Parasitic Parameters
Bingyang Li · Xu Yang · Kangping Wang · Hongkeng Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
针对GaN HEMT在高压集成中的特殊需求，本文提出了一种无键合线的创新集成方案。基于该方案，设计并实现了一种紧凑型双面散热650V/30A GaN功率模块，有效降低了寄生参数，提升了高频功率变换的性能。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及小型化储能系统（如PowerStack）具有重要参考价值。GaN器件凭借高开关频率和低损耗特性，是实现逆变器高功率密度化的关键。该模块采用的无键合线双面散热技术，能显著改善散热路径并降低寄生电感，有助于解决高频化带来的EMI和电压尖峰问题。建议研发团队关注该集成方案...
基于单片集成氮化镓蓝宝石二极管桥IC的1000V、10MHz倍压器
1000 V, 10 MHz Voltage Multiplier Based on Monolithically Integrated GaN-on-Sapphire Diode Bridge IC
Zineng Yang · Xin Yang · Hehe Gong · Hongchang Cui 等15人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文展示了一种基于单片集成氮化镓（GaN-on-Sapphire）二极管桥IC的1000V、10MHz倍压器。研究填补了GaN器件在千伏级高频应用中的空白，验证了单片集成技术在实现高压、高频功率转换方面的潜力。
解读: 该研究展示了GaN器件在千伏级高压与超高频应用中的突破，对阳光电源的未来产品研发具有重要参考价值。在组串式逆变器和户用储能PCS领域，随着功率密度的不断提升，传统硅基器件已接近性能瓶颈，引入GaN-on-Sapphire等宽禁带半导体技术有助于进一步缩小磁性元件体积，提升整机效率。建议研发团队关注该...
P-Gate GaN HEMT的栅极开关寿命：电路特性与广义模型
Gate Switching Lifetime of P-Gate GaN HEMT: Circuit Characterization and Generalized Model
Bixuan Wang · Qihao Song · Yuhao Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文针对P-GaN栅极高电子迁移率晶体管（HEMT）在转换器运行中的栅极过压裕度小、可靠性受限的问题，研究了其在实际应用条件下的栅极可靠性。文章通过电路表征建立了广义寿命模型，旨在解决现有直流偏置和脉冲I-V测试无法完全反映实际应用场景的局限性。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及高频充电桩领域对功率密度要求的不断提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文提出的P-GaN栅极可靠性模型及开关寿命评估方法，对于公司研发部门在设计高频、高效功率模块时具有重要参考价值。建议在下一代小型化、高效率的户用逆变器及车载充电系统（OBC）的选型与驱动电路设计中，引入...
100 kW氮化镓牵引逆变器的系统效率-密度协同优化：方法论与集成
Systematic Efficiency-Density Co-Optimization of 100 kW GaN Traction Inverter: Methodology and Integration
Mingrui Zou · Peng Sun · Zheng Zeng · Yulei Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
随着电动汽车对高效率和高功率密度的追求，宽禁带半导体（SiC和GaN）的应用成为趋势。本文针对100 kW GaN牵引逆变器，提出了一种系统级的效率与功率密度协同优化方法，旨在突破SiC器件在效率与密度边界上的限制，利用GaN器件的低损耗和高开关速度优势，实现更优的集成设计。
解读: 该研究对阳光电源的电动汽车充电桩及未来车载电力电子业务具有重要参考价值。GaN器件在高频化、小型化方面的优势，可助力公司充电桩产品进一步提升功率密度并降低体积。建议研发团队关注GaN在高温、高压环境下的可靠性集成技术，探索将其应用于高频高效的充电模块设计中，以提升产品竞争力。同时，该协同优化方法论也...
一种GaN基高频DC-DC变换器寄生电感最小化的多回路方法
A Multiloop Method for Minimization of Parasitic Inductance in GaN-Based High-Frequency DC–DC Converter
Kangping Wang · Laili Wang · Xu Yang · Xiangjun Zeng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
氮化镓（GaN）HEMT因其高开关速度和低导通电阻，在高效高密度DC-DC变换器中极具潜力。然而，其高开关速度对寄生电感高度敏感，易导致电压尖峰和驱动安全问题。本文提出一种多回路方法，旨在有效最小化GaN器件应用中的寄生电感，提升变换器性能。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线至关重要。随着户用光伏逆变器及小型储能系统（如PowerStack）向更高频率、更小体积演进，GaN器件的应用成为提升效率的关键。该多回路寄生电感抑制方法可直接应用于阳光电源的功率模块设计与PCB布局优化，有助于解决高频开关下的电压过冲问题，提升系统可靠性。建议研发...
基于HfAlOx电荷俘获层介质与原位O3处理的InAlN/GaN MIS-HEMT器件栅极漏电流和击穿电压的改善
Improved gate leakage current and breakdown voltage of InAlN/GaN MIS-HEMTs by HfAlOx-based charge-trapping layer dielectric and _in situ_ O3 treatment
Fangzhou Du · Yang Jiang · Hong Kong · Peiran Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126
本文报道了一种通过引入HfAlOx基电荷俘获层介质并结合原位O3处理，显著改善InAlN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMT）性能的方法。该工艺有效抑制了栅极漏电流，同时提升了器件的击穿电压。HfAlOx层可捕获界面正电荷，降低电场峰值，而原位O3处理则优化了介质/半导体界面质量，减少缺陷态密度。实验结果表明，器件的栅极泄漏电流显著降低，反向击穿电压大幅提高，为高性能GaN基功率器件的研制提供了可行的技术路径。
解读: 该研究的HfAlOx介质与O3处理工艺对阳光电源的GaN功率器件开发具有重要参考价值。通过降低栅极漏电流和提高击穿电压,可显著提升GaN器件在高频应用场景下的可靠性,特别适用于SG系列光伏逆变器和ST系列储能变流器的高频DC-DC模块。该技术可优化阳光电源产品的功率密度和转换效率:在光伏逆变器中可实...
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...
半桥电路中增强型氮化镓器件的不稳定性分析与振荡抑制
Instability Analysis and Oscillation Suppression of Enhancement-Mode GaN Devices in Half-Bridge Circuits
Kangping Wang · Xu Yang · Laili Wang · Praveen Jain · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文分析了基于增强型氮化镓（GaN）晶体管的半桥电路中的不稳定性问题。这种不稳定性可能导致持续振荡，进而引发过电压、严重的电磁干扰（EMI），甚至导致器件击穿。研究指出，GaN器件在死区时间反向导通时处于饱和区，受寄生参数影响较大。
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追求，GaN器件的应用日益广泛。本文研究的半桥电路振荡问题是提升系统可靠性的关键。建议研发团队在设计高频功率模块时，重点优化PCB布局以降低寄生参数，并针对GaN器件在死区时间的特性优化驱动电路设计，以抑制振荡并降低EMI，从而提...
输出功率为5 W且在60 ℃老化下寿命超过20000小时的GaN基蓝色激光二极管
GaN-based blue laser diodes with output power of 5 W and lifetime over 20 000 h aged at 60 ℃
Lei Hu1Siyi Huang1Zhi Liu1Tengfeng Duan1Si Wu1Dan Wang1Hui Yang2Jun Wang3Jianping Liu4 · 半导体学报 · 2025年4月 · Vol.46
1995年和1996年，在实现p型掺杂、材料质量提升及高亮度GaN基LED突破后，GaN基激光二极管（LDs）的受激辐射与激射现象相继被报道。然而，其实现高输出功率、高电光转换效率及长寿命经历了较长时间。直至2019年，日亚公司报道了具备上述性能的蓝光LDs，推动了GaN基蓝色激光二极管在多个领域的广泛应用。
解读: 该高功率长寿命GaN基蓝色激光二极管技术对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。虽然研究聚焦激光二极管，但其GaN材料高温可靠性验证（60℃老化20000小时）和高功率密度设计理念可借鉴至功率电子领域。对于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中的GaN功率器件应用，该研究揭示的材料稳定性机制和热管理方...
肖特基p-GaN栅HEMT在UIS应力下动态导通电阻异常降低与恢复的研究
On the Abnormal Reduction and Recovery of Dynamic RON Under UIS Stress in Schottky p-GaN Gate HEMTs
Chao Liu · Xinghuan Chen · Ruize Sun · Jingxue Lai 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文研究了肖特基p-GaN栅HEMT在非钳位感性开关（UIS）应力下的动态导通电阻（RON_dyn）异常降低与恢复现象。研究发现RON_dyn的降低与UIS峰值电压呈正相关。通过Sentaurus仿真揭示了其物理机制：UIS应力期间，冲击电离产生的电子-空穴对导致了器件内部电场与载流子分布的动态变化。
解读: GaN器件作为下一代功率半导体，在阳光电源的高功率密度户用逆变器及小型化充电桩产品中具有极高的应用潜力。该研究揭示了GaN器件在极端感性开关应力下的动态特性变化，对提升阳光电源产品的可靠性设计至关重要。建议研发团队在进行高频拓扑设计时，充分考虑UIS应力对器件动态导通电阻的影响，优化驱动电路与保护策...
具有原位GaN钝化层的p-GaN栅HEMT器件同步提升Baliga品质因数与动态导通电阻鲁棒性
In-situ GaN Passivation p-GaN Gate HEMT with Synchronously Improved Baliga’s Figure-of-merit and Superior Dynamic RON Robustness
Cheng Yu · Wanjun Chen · Guojian Ding · Fangzhou Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年11月
本文通过实验提出了一种采用原位氮化镓（GaN）钝化技术的新型 p 型 GaN 栅高电子迁移率晶体管（ISGP - HEMT），该晶体管可同步提高巴利加品质因数（B - FOM），并具有出色的动态导通电阻（$R_{ON}$）鲁棒性。ISGP - HEMT 的特点是在沟道区采用高电阻率的原位 GaN 钝化层，以线性化表面电位，这不仅能在关断状态下实现更均匀的电场分布，还能在导通状态下提高二维电子气（2DEG）密度。因此，该晶体管可同时实现击穿电压（$BV$）的提高和导通电阻（$R_{ON}$）的降低...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项原位GaN钝化p-GaN栅极HEMT技术具有重要的战略价值。该技术通过在沟道接入区引入高阻原位GaN钝化层，实现了表面电势线性化，在关断态优化电场分布的同时增强了导通态的二维电子气密度，这种双重优化机制使得器件的击穿电压和导通电阻同步改善，Baliga品质因数提升494...
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