Jeong-A Han · Jung-Woo Lee · Joon-Kyu Han · Do-Wan Kim 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2024年11月

本文展示了一种 p 型三值逻辑金属氧化物半导体场效应晶体管（P - TMOS），它是此前报道的 n 型三值逻辑金属氧化物半导体场效应晶体管（N - TMOS）的互补器件，而互补标准三值反相器的构建一直缺少该器件。P - TMOS 由一个 PMOS 和一个 n 型阈值开关（TS）串联组成。虽然 PMOS 决定了三值逻辑器件的类型，但 TS 尽管是 n 型器件，却同时具备 n 型和 p 型特性，使其具有双向性，并在三值逻辑中拥有可调节的中间状态。这种可调节的中间状态对于平衡噪声容限和控制功耗 - 延...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项P型三态逻辑MOSFET技术为我们的核心产品带来了值得关注的创新方向。该技术通过PMOS与n型阈值开关的串联结构，实现了可调谐的中间态，补全了三态逻辑互补体系，这对我们的光伏逆变器和储能系统的控制电路优化具有潜在应用价值。 在光伏逆变器领域，三态逻辑器件可为功率开关控...

Abu Shahir Md Khalid Hasan · Md Maksudul Hossain · Md. Zahidul Islam · Muhammad Majharul Islam 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

本文提出了一种适用于高温环境的碳化硅（SiC）nMOS和pMOS器件SPICE模型及其瞬态特性。该工作在BSIM4SiC模型基础上扩展，重点研究界面陷阱对高温性能及电容-电压（C–V）特性的影响。提出了模型参数的高温缩放修正方法，并考虑了界面陷阱效应，定义了本征载流子浓度与平带电压偏移方程。针对nMOS和pMOS开发了新的C–V参数提取方法，并描述了用于C–V测量的MOSCAP与多指MOSFET测试结构。仿真结果在高温下与实验数据吻合良好，验证了模型准确性。

解读: 该SiC低压MOSFET高温建模技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。针对ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，精确的高温C-V特性模型可优化SiC器件驱动电路设计，降低开关损耗并提升高温环境可靠性。界面陷阱效应的温度缩放方法为功率模块热设计提供仿真依据，特别适用于沙漠、热带等极端工况下的Power...

Jianing Liang · Yue Wu · Huyong Ling · Xueqiang Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月

串扰问题是增加氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）损耗并降低开关速度的主要因素之一。在实际应用中，GaN栅极驱动器基于RC电路或密勒电路。然而，RC电路缺乏串扰吸收路径，难以抑制串扰电压。相反，尽管密勒电路有吸收路径，但低阻抗回路会导致开关速度降低。为继承这两种常用方法的优点并避免其缺点，本文提出了一种将无源密勒钳位电路与RC电路集成的方法。该集成通过带无源控制P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（PMOS）的RC延迟电路实现。带PMOS的RC延迟电路可调节密勒钳位电路的启动时间，因此，...

解读: 该GaN负压栅极驱动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，GaN器件可实现更高开关频率和功率密度，但串扰导致的误开通风险制约其应用。该Miller-RC集成驱动方案通过抑制高dv/dt引起的栅源电压波动，可直接提升阳光电源GaN功率模块的可靠性。特别适用于车载O...

Yong Zhang · Sashank Sriram · Kenji Nomura · IEEE Electron Device Letters · 2024年12月

增强型（E 型）p 沟道氧化物薄膜晶体管（TFT）的缺失限制了 p 沟道氧化物 TFT 的应用。为克服这一挑战，针对 E 型 p 沟道 SnO-TFT 开发了一种利用 n 型非晶 GaOx 的低温背沟道 pn 异质结结构。这种方法将工艺对 p 沟道 SnO 的损伤降至最低，在不影响器件性能的情况下实现了稳定的 E 型工作模式。E 型 SnO-TFT 的阈值电压为 -4.7 V，空穴场效应迁移率为 2.6 cm²/(V·s)，其器件性能与耗尽型（D 型）器件相当。对 pn 二极管进行的器件实验和仿...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项氧化物p型薄膜晶体管（TFT）技术虽然目前聚焦于显示和集成电路领域，但其底层创新理念对我们的功率电子产品具有潜在的启发价值。 该研究通过背沟道p-n异质结构实现了增强型p沟道氧化物TFT，解决了长期困扰业界的p型氧化物半导体器件性能瓶颈。其核心价值在于：首先，低温工艺...

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

我们展示了采用创新的双侧工艺（DSP）实现的单片集成互补垂直沟道场效应晶体管（CVFET）反相器。NMOS和PMOS均实现了良好的电学特性：顶部NMOS的跨导为$69~\mu$ S/$\mu$m，导通电流$I_{on}$为$18~\mu$ A/$\mu$m（@栅源电压$V_{GS}$ - 阈值电压$V_{T} = 0.45$ V，电源电压$V_{DD}=0.65$ V），导通电流与关断电流之比$I_{on}/I_{off} = 3.1\times 10^{6}$，亚阈值摆幅$SS = 69$ m...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项互补垂直场效应晶体管（CVFET）技术虽然属于先进半导体工艺领域，但对我们的核心产品线具有重要的潜在战略价值。 该技术通过创新的双面工艺实现了NMOS和PMOS的单片集成，展现出优异的电气特性：亚阈值摆幅接近理想值（69-72 mV/dec），开关电流比达到10^6量...

谢佳明 · 魏金萧 · 吴彬兵 · 丰昊 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40

为提升SiC MOSFET的短路可靠性，本文测量了不同母线电压、驱动电压、驱动电阻、主回路寄生电感及栅极阈值电压下的短路电流特性，定量分析各参数对短路电流的影响，进而提出延长短路耐受时间的优化思路。这些参数直接影响短路保护电路的设计裕度。传统方法利用开尔文源极与功率源极间寄生电感的感应电压结合RC滤波实现保护，但在硬开关与负载短路工况下存在保护阈值不一致问题，易导致保护失效。为此，本文提出基于di/dt-PMOS的短路保护策略，确保了触发阈值的一致性，并通过理论推导与实验验证了该方法的有效性。

解读: 该研究对阳光电源的SiC器件应用具有重要指导意义。通过优化短路保护策略，可显著提升ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器及充电桩产品的可靠性。研究发现的参数影响规律有助于指导功率模块设计，特别是在大功率密度场景下的器件选型与驱动电路优化。基于di/dt-PMOS的保护方案可为阳光电源三电平拓扑中的S...

Jonghwa Jeong · Jang Hyun Kim · Hyunwoo Kim · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月

本研究首次报道了重离子在互补型场效应晶体管（CFET）中引发的单粒子瞬态（SET）现象。鉴于α粒子和重离子等辐射粒子在地面环境中亦可导致硅材料内产生电子-空穴对并引发电流扰动，进而造成软错误，本文采用商用TCAD工具对CFET中的SET特性进行了评估。通过对比门极全环绕纳米片FET与CFET在反相器工作下的瞬态响应，发现当重离子垂直入射于沟道中心且轨迹半径小于50 nm时，CFET因垂直堆叠结构而表现出更强的抗辐射能力。进一步研究表明，直接集成于衬底上的晶体管主导了辐射响应行为，而引入底部介质隔...

解读: 该CFET单粒子瞬态抗辐射研究对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。研究揭示的垂直堆叠结构抗辐射优势及底部介质隔离（BDI）设计，可指导ST系列储能变流器和SG光伏逆变器中SiC/GaN功率模块的抗干扰设计。高海拔光伏电站和户外储能系统面临宇宙射线引发的软错误风险，该研究提出的CFET架构优化方案...

Hao-En Cheng · Ching-Lin Wua · Chun-Yu Linb · Solid-State Electronics · 2025年1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...

Takaya Sugiura · Yuta Watanabe · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年4月

本研究探索了在能量收集应用中保护互补金属氧化物半导体（CMOS）场效应晶体管（FET）和PN二极管免受体载流子污染的策略。能量收集过程会在体区产生过多载流子，这些载流子可能会从p（P型衬底）/n（N阱）结或无三阱结构的NMOSFET进入PMOS区。为解决这一问题，本研究考察了保护环结构通过复合周边载流子来保护CMOSFET和PN二极管的有效性。CMOSFET周围未钝化金属的形成可在载流子进入PMOSFET的N阱区或NMOSFET本身之前促进载流子的消除，从而改善两种场效应晶体管的关态特性。对于P...

解读: 该保护环设计技术对阳光电源功率器件集成方案具有重要参考价值。在SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的ASIC芯片设计中，优化的N/P型保护环结构可有效抑制CMOS器件的寄生闩锁效应，提升功率控制芯片在高压大电流环境下的可靠性。特别是在1500V高压系统中，该技术可降低相邻功率器件间的载流子干扰，减少漏...

Wenhao Yang · Yuyin Sun · Mengnan Qi · Shikai Sun 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年8月

本研究提出了一种基于高精度人工神经网络（ANN）的碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）建模框架，该框架在较宽的温度范围（27 °C - 500 °C）内实现了误差小于1.2%的高精度建模。所开发的模型可对碳化硅集成电路进行可靠的SPICE仿真，有助于高温模拟电路的设计和实验验证。采用pMOS电流源负载的单级共源（CS）放大器在500 °C时的最大低频增益达到25.5 dB，而两级放大器在500 °C时可实现52.5 dB的增益，单位增益带宽（UGBW）为220...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于人工神经网络的SiC MOSFET建模技术具有重要的战略价值。该研究实现了27°C至500°C宽温度范围内误差小于1.2%的高精度器件模型，为极端环境下的功率电子应用提供了可靠的设计工具。 对于光伏逆变器和储能系统而言，该技术的核心价值体现在三个层面：首先，高温工...

Seung Kyu Kim · Johyeon Kim · Gunhee Choi · Kee-Won Kwon 等5人 · IEEE Access · 2025年1月

本文研究应用于单片互补FET逆变器的各种中间层接触架构，并进行对比分析评估各自优势和局限。对每种方案进行电阻和电容分段分析，评估直流性能以及功率性能特性和增强策略。中间VIA方案电容最低但由于增加接触区域和高掺杂硅的高电阻，交流性能劣于传统结构。环绕接触WAC结构和通过增加顶置NMOS接触深度形成的顶金属源漏TMS结构共同点是通过扩大接触面积和缩短高阻功率VIA长度大幅降低外部电阻。尽管与更高电容权衡，WAC和TMS的交流性能在相同动态功耗下分别提升9.0%和6.5%。还进行敏感性分析阐明MOL...

解读: 该接触架构技术对阳光电源功率器件芯片设计具有参考价值。阳光SiC和GaN功率器件追求更低导通电阻和开关损耗，接触架构优化是关键。该研究的环绕接触和顶金属源漏结构可启发阳光功率芯片设计，降低器件导通电阻，提升开关速度。在高压大电流应用中，该研究强调的源侧电阻最小化对阳光功率器件性能提升至关重要。该混合...