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热界面材料对半导体功率模块中器件热耦合影响的研究
Impact of Thermal Interface Materials on the Device Thermal Coupling in Semiconductor Power Modules
Xiang Li · Guiqin Chang · Matthew Packwood · Qiang Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文研究了不同热界面材料（TIMs）对半导体功率模块内部器件间热耦合的影响。具体而言，针对配备续流快速恢复二极管（FRDs）的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率模块，采用两种热界面材料，即导热硅脂和石墨片进行研究。首先对功率模块内部芯片间的热耦合进行了理论分析，随后给出了数值模拟和实验测试结果。结果之间的一致性验证了热界面材料的热导率越低，芯片间的热耦合越强。由于自热热阻和耦合热阻均取决于热界面材料的热导率，因此对二者在总热阻中的贡献比例变化进行了量化。此外，还表征了热界面材料对IGBT芯片和F...
解读: 作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源的核心产品高度依赖IGBT功率模块的热管理性能。该论文针对导热界面材料（TIM）对功率半导体器件热耦合影响的研究，对我司产品可靠性提升具有重要参考价值。 在大功率光伏逆变器和储能变流器中，IGBT与续流二极管（FRD）的热耦合效应直接影响系统的功率...
Ti₃AuC₂ MAX相/4H-SiC异质结构界面与输运特性在高温功率器件应用中的理论研究
Theoretical Study on the Interface and Transport Properties of Ti₃AuC₂ MAX Phase/4H-SiC Heterostructures for High-Temperature Power Device Applications
Qingzhong Gui · Zhen Wang · Wei Yu · Guoyou Liu 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
高质量的电接触是高温电子器件应用中长期以来的需求。然而，由于性能退化，传统金属已无法满足日益增长的需求。幸运的是，新兴的 MAX 相金属展现出了良好的电学性能。在本文中，我们研究了 Ti₃AuC₂ 的结构稳定性和力学性能，然后通过第一性原理计算系统地研究了 Ti₃AuC₂/4H - SiC 界面的原子结构、电子性质和输运性质。Ti₃AuC₂ 相呈现出金属特性，具有出色的热稳定性和力学性能，适用于高温场景。考虑了基于堆叠序列的不同界面几何结构，结果表明界面的局部键合可以有效调节界面接触特性并降低肖...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于Ti₃AuC₂ MAX相/4H-SiC异质结构的研究具有重要的战略意义。4H-SiC作为第三代宽禁带半导体，是我们高功率光伏逆变器和储能变流器的核心器件材料，其耐高温、高频、低损耗特性直接决定了系统效率和可靠性。然而，传统金属电极在高温工作环境下的性能退化一直是制约...
一种具有自动参数提取功能的统一物理PSPICE碳化硅MOSFET模型
A Unified Physical PSPICE Model of SiC MOSFET With Automatic Parameter Extraction
Xin Yang · Qing Li · Xiaodi Wang · Shiwei Liang 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
碳化硅功率器件的端电容显著影响其开关特性，准确表征其非线性电容特性至关重要。本文提出一种基于非线性端电容物理特性的统一PSPICE碳化硅MOSFET建模方法，考虑了平面栅器件工作过程中耗尽区变化及电容结构的影响。通过分析栅源电压Vgs和漏源电压Vds的双重依赖关系计算端电容，并提出自动参数提取方法，使模型参数与实验特性匹配。该方法精确描述了三种端电容与Vgs、Vds之间的关系，避免了获取C-V曲线的复杂过程。通过对C2M0080120D和SCT30N120两种器件的双脉冲实验验证，模型结果与测量...
解读: 该SiC MOSFET统一物理模型及自动参数提取技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，精确的非线性电容模型可优化开关损耗计算和EMI设计，提升1500V高压系统的可靠性。自动参数提取方法可加速新型SiC器件的选型验证流程，缩短PowerTitan等大功率产品的研...