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一种用于高压高频应用的新型常关型SiC-JFET/GaN-HEMT共封装级联器件
A Normally-off Copackaged SiC-JFET/GaN-HEMT Cascode Device for High-Voltage and High-Frequency Applications
Gang Lyu · Yuru Wang · Jin Wei · Zheyang Zheng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文展示了一种1200V/100mΩ的碳化硅（SiC）JFET与氮化镓（GaN）HEMT混合功率开关。该器件采用倒装芯片共封装级联配置，结合了垂直型SiC JFET的高压阻断能力与横向GaN HEMT的低压驱动优势，实现了高压与高频性能的优化。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能变流器具有重要参考价值。通过SiC与GaN的级联封装，可在不牺牲耐压等级的前提下显著提升开关频率，从而进一步缩小磁性元件体积，提升整机功率密度。建议研发团队关注该混合封装技术在下一代高频化、小型化光伏逆变器及储能PCS中的应用潜力，特别是在追求...
1200V常闭型SiC-JFET/GaN-HEMT共源共栅器件的Dv/Dt控制
Dv/Dt-Control of 1200-V Normally-off SiC-JFET/GaN-HEMT Cascode Device
Gang Lyu · Yuru Wang · Jin Wei · Zheyang Zheng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种1200V常闭型SiC-JFET/GaN-HEMT共源共栅器件。该结构结合了高压SiC JFET与低压GaN HEMT的优势，在热稳定性和开关性能上优于传统SiC MOSFET，但同时也带来了dv/dt控制方面的挑战。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要意义。1200V宽禁带器件是实现高功率密度、高效率的关键。SiC-JFET/GaN-HEMT共源共栅结构在提升开关频率、降低开关损耗方面潜力巨大，有助于进一步缩小逆变器和PCS体积。建议研发团队关注该器件在高频...
碳化硅JFET双向开关寄生振荡的分析与建模
Analysis and Modeling of SiC JFET Bi-Directional Switches Parasitic Oscillation
Lina Wang · Junyi Yang · Haobo Ma · Zeyuan Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
基于碳化硅（SiC）结型场效应晶体管（JFET）的双向开关在矩阵变换器、多电平变换器及固态断路器等电力电子电路中应用潜力巨大。然而，其寄生振荡现象直接影响电路的稳定性和可靠性。本文针对该寄生振荡进行建模与分析，旨在为提升电力电子系统的可靠性提供理论支撑。
解读: SiC器件是提升阳光电源逆变器及储能PCS功率密度与效率的核心技术。该研究针对SiC JFET双向开关的寄生振荡建模，对公司开发高频、高效率的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器具有重要参考价值。通过掌握寄生振荡机理，研发团队可优化驱动电路设计与PCB布局，从而降低电磁干扰（EMI），提...
漏电流对GaN/SiC共源共栅器件短路行为的影响
Impact of Drain Leakage Current on Short Circuit Behavior of GaN/SiC Cascode Devices
Jiahui Sun · Zheyang Zheng · Kailun Zhong · Gang Lyu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文研究了新型GaN-HEMT/SiC-JFET共源共栅器件的短路（SC）行为。研究重点测量了短路过程中SiC JFET漏极PN结的反向漏电流（IR）。实验发现，在5μs的非破坏性短路脉冲结束时，IR增加至6.4A。该漏电流的增加对器件的短路耐受能力及失效机理产生了重要影响。
解读: 宽禁带半导体（GaN/SiC）是提升阳光电源逆变器及储能PCS功率密度与效率的关键。该研究揭示了Cascode结构在短路工况下的漏电流特性，对公司在设计高可靠性组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器时，优化驱动电路保护策略、提升功率模块热管理及短路耐受能力具有重要参考价值。建议研发团队在后...
在不影响开关性能的前提下保护GaN/SiC共源共栅器件中的SiC JFET免受栅极过应力
Protecting SiC JFET From Gate Overstress in GaN/SiC Cascode Device Without Compromising Switching Performance
Ji Shu · Jiahui Sun · Zheyang Zheng · Kevin J. Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
GaN/SiC共源共栅器件结合了GaN HEMT的快速开关特性与SiC JFET的高压雪崩能力。然而，LV GaN HEMT缺乏雪崩能力，导致共源共栅结构在瞬态下易受栅极过应力影响。本文提出了一种保护方案，在不牺牲开关性能的前提下，有效提升了该复合器件的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度逆变器及储能PCS产品线具有重要参考价值。随着公司向更高效率、更高功率密度的产品迭代，GaN/SiC共源共栅器件是实现高频化设计的关键路径。该研究提出的栅极保护方案能有效解决宽禁带半导体在极端工况下的可靠性瓶颈，有助于提升PowerTitan等储能系统及组串式逆变器在复杂...
线性区SiC-JFET极间电容表征方法
Characterization Method of SiC-JFET Interelectrode Capacitances in Linear Region
Ke Li · Arnaud Videt · Nadir Idir · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
为研究SiC-JFET的开关波形，必须掌握功率器件在线性区内的极间电容演变特性。本文首先利用多电流探针法表征了反向传输电容Cgd，并通过阻抗分析仪测量进行了验证。同时，采用相同方法对输出电容Coss进行了测量与分析。
解读: 随着阳光电源在高功率密度组串式逆变器及PowerTitan储能系统PCS中对SiC器件应用比例的提升，精确掌握SiC器件在全工作区间（尤其是线性区）的电容特性对于优化开关损耗模型、提升驱动电路设计精度至关重要。该研究提出的表征方法有助于研发团队更准确地评估SiC器件的动态性能，从而优化逆变器及PCS...
采用MeV级JFET注入和高效终端结构的高性能10-kV额定175-mΩ 4H-SiC MOSFET
High-Performance 10-kV-Rated, 175-mΩ 4H-SiC MOSFETs With MeV JFET Implantation and Efficient Termination
Lingxu Kong · Sizhe Chen · Na Ren · Manyi Ji 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年6月
本文介绍了高性能 10 kV 额定、175 mΩ 4H - SiC 金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的成功研发。该器件的结型场效应晶体管（JFET）设计宽度为 0.8 - 1.2 μm，有源区面积为 0.67 cm²，芯片尺寸为 1 cm²。该器件采用了总长度为 350 μm 的三区结终端扩展（3 - JTE）结构，展现出超过 12 kV 的卓越阻断性能。高压碳化硅（SiC）MOSFET 设计中的一个关键挑战是平衡缩小 JFET 宽度（$W_{JFET}$）——这对于降低...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项10kV级SiC MOSFET技术突破具有重要的战略价值。该器件实现了175mΩ的超低导通电阻和12kV以上的阻断性能，这对我们在光伏逆变器和储能系统中追求更高功率密度和效率的目标高度契合。 在光伏逆变器应用中，10kV级器件可支持更高的直流母线电压（如1500V系统...
一种用于并联SiC JFET/Si MOSFET共源共栅结构的低成本新型拓扑以平衡开通电流与结温
A Low-Cost Novel Structure for Paralleled SiC JFET/Si MOSFET Cascodes to Balance Turn-on Current and Junction Temperature
Cheng Zhao · Laili Wang · Xu Yang · Yongmei Gan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
SiC JFET/Si MOSFET共源共栅结构（SSC）因其低导通电阻和快速开关特性在电力电子领域极具潜力。针对大电流应用中多SSC并联时，由于布局不对称导致的开通电流不平衡及结温差异问题，本文提出了一种低成本的新型结构，旨在优化并联器件间的电流分配，提升系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着碳化硅（SiC）在光伏和储能领域的高频化应用，多管并联是提升功率密度的关键。该研究提出的电流平衡技术可有效解决并联器件因布局寄生参数不匹配导致的应力集中问题，有助于提升阳光电源大功率模...
宽温度范围内SiC MOSFET负栅压限制的深度解析
Deep Understanding of Negative Gate Voltage Restriction for SiC MOSFETs Under Wide Temperature Range
Ximing Chen · Xuan Li · Bangbing Shi · Junmiao Xiang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
本文深入揭示了SiC MOSFET在宽温度范围（高达300°C）及不同栅压下的栅极可靠性问题。通过将SiC MOSFET的栅极结构拆解为N型JFET和P型沟道区域，研究了在相同制造工艺和热预算下的物理机制，为提升SiC功率器件在极端工况下的可靠性提供了理论依据。
解读: SiC MOSFET是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度和效率的核心器件。该研究揭示的负栅压限制与高温可靠性机理，对阳光电源优化驱动电路设计、提升极端环境下的器件寿命预测具有重要指导意义。建议研发团队在设计高功率密度产品时，参考该研究关于栅极结构与热应力的...
通过3D共封装与增强dv/dt控制能力释放GaN/SiC共源共栅器件的全部潜力
Unlocking the Full Potential of GaN/SiC Cascode Device With 3D Co-Packaging and Enhanced dv/dt Control Capability
Ji Shu · Jiahui Sun · Mian Tao · Yangming Du 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
为充分发挥GaN-HEMT/SiC-JFET共源共栅器件的快速开关潜力，本文提出了一种3D堆叠共封装配置，以最小化寄生互连电感。该方案有效降低了开关损耗并抑制了振荡。基于此3D封装，该器件的dv/dt控制能力得到显著增强，为高频功率变换应用提供了更优的性能表现。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高的战略价值。在光伏逆变器（尤其是组串式和户用机型）及储能系统（如PowerStack/PowerTitan）中，提升功率密度和转换效率是核心竞争力。3D共封装技术能有效解决宽禁带半导体在高频应用中的寄生参数问题，有助于进一步缩小逆变器体积并提升效率。建议研发团队关注...
Huang-Pair：一种新型高压二极管概念及其验证
Huang-Pair: A New High Voltage Diode Concept and Its Demonstration
Yuan Li · Alex Q. Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
Huang-Pair是一种新型混合二极管概念，通过将低正向压降、低额定电压的二极管与高压多数载流子开关（如SiC JFET）集成。文中开发了一款1200V Huang-Pair，通过低压硅二极管与1200V SiC JFET的组合，实现了低正向压降与高压阻断能力的平衡，提升了功率转换效率。
解读: 该技术通过混合集成方案优化了功率器件的导通损耗与耐压性能，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，该器件概念有助于提升功率模块的效率，减小散热需求，从而提升产品功率密度。建议研发团队关注该混合...
一种改进JFET区描述的SiC功率MOSFET模型
A SiC Power MOSFET Model With an Improved Description of the JFET Region
Xiangzhen Li · Manhong Zhang · Yumeng Cai · Xiaoguang Wei 等7人 · IET Power Electronics · 2025年8月 · Vol.18
提出了一种针对JFET区中栅极电压VG控制的耗尽层的新物理模型。详细讨论了扩散电流的影响、采用漂移近似的结果，以及JFET区电场相关电子迁移率的新型双段模型性能。建立了偏置相关电流路径与JFET区未耗尽部分电阻分量之间的直接联系，并提出了精确的漏源电容Cds、栅源电容Cgs和栅漏电容Cgd的表达式，且进行了验证。
解读: 该SiC MOSFET精确建模技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。改进的JFET区物理模型和寄生电容精确表达式可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的SiC器件选型与电路仿真优化。通过准确描述栅压控制下的耗尽层特性和电场相关迁移率，可提升三电平拓扑中SiC器件的开关损耗预测精度，优化...
基于器件物理的高压SiC MOSFET短路故障行为模型
A Device-Physics-Based Behavioral Model for Short-Circuit Failure of High-Voltage SiC MOSFETs
巫以凡 · 李驰 · 徐云飞 · 郑泽东 等5人 · 电工技术学报 · 2025年8月 · Vol.40
针对国产高压SiC MOSFET短路耐受能力差、缺乏精准仿真模型的问题，提出一种基于器件物理特性的行为模型，准确描述短路过程中电流、电压等外部特性。模型修正沟道电流中的电压项，并在元胞层面建模JFET区与漂移区电阻，考虑实际器件设计与工艺影响。关键参数源自器件设计环节，提升短路仿真精度并建立设计与应用间的桥梁。实验验证表明，6.5 kV/400 A器件仿真与实测结果一致性高，短路电流关键特征相对误差小于2.5%。
解读: 该SiC MOSFET短路故障建模研究对阳光电源高压产品线具有重要参考价值。特别是针对ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中的6.5kV SiC器件应用，该模型可提升短路保护设计精度，降低器件失效风险。通过精确的物理建模和参数优化，有助于提高PowerTitan等大功率产品的可靠性设计。对于车载O...
通过三维共封装和增强的dv/dt控制能力释放GaN/SiC级联器件的全部潜力
Unlocking the Full Potential of GaN/SiC Cascode Device With 3D Co-Packaging and Enhanced dv/dt Control Capability
Ji Shu · Jiahui Sun · Mian Tao · Yangming Du 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
为充分挖掘氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN - HEMT）/碳化硅结型场效应晶体管（SiC - JFET）共源共栅器件的快速开关潜力，采用三维堆叠共封装结构来最小化寄生互连电感。这种结构具有降低开关损耗和抑制振荡的优点。配备三维共封装结构后，通过给低压氮化镓高电子迁移率晶体管引入一个额外的栅 - 漏电容 \(C_{GD - LV}\)，增强了氮化镓/碳化硅共源共栅器件的 \(dv/dt\) 控制能力。这个额外的 \(C_{GD - LV}\) 改善了输入控制栅电压与结型场效应晶体管栅电压之间的耦...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项GaN/SiC级联器件的3D协同封装技术具有重要的战略价值。该技术通过三维堆叠封装显著降低寄生电感，并引入额外栅漏电容实现精确的dv/dt控制，为我们的核心产品带来多重技术突破机遇。 在光伏逆变器领域，该技术可直接提升产品的功率密度和转换效率。快速开关能力意味着更低的...
通过栅极驱动设计调节垂直GaN JFET的雪崩路径
Tuning Avalanche Path in Vertical GaN JFETs By Gate Driver Design
Jingcun Liu · Ruizhe Zhang · Ming Xiao · Subhash Pidaparthi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
1.2kV垂直氮化镓（GaN）鳍式沟道结型场效应晶体管（JFET）是极具潜力的功率器件，其导通电阻低于同规格SiC MOSFET。本文研究了垂直GaN JFET的雪崩能力，并提出通过栅极驱动设计来优化其雪崩路径，以提升器件在电力电子应用中的鲁棒性。
解读: 作为全球领先的光伏和储能供应商，阳光电源在追求更高功率密度和效率的过程中，对宽禁带半导体技术高度关注。1.2kV垂直GaN JFET在耐压和导通电阻上的优势，使其在未来高压组串式逆变器及小型化储能PCS中具有应用潜力。该研究提出的栅极驱动优化方案，能够有效提升GaN器件在复杂工况下的雪崩耐受力，这对...
采用外部吸收电容与升压电容的SiC JFET/Si IGBT级联器件开关可控性
Switching Controllability for SiC JFET/Si IGBT Cascode With External Absorption and Boost Capacitors
Zhenhui Wu · Rongzhou Zeng · Shengchang Lei · Linyuan Liao 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年5月
硅绝缘栅双极型晶体管（Si IGBT）在高功率系统中至关重要，但其较大的开关损耗限制了应用。本文受SiC JFET/Si MOSFET级联结构启发，提出并验证了一种SiC JFET与低压Si IGBT级联结构（L.SSIC）。该结构在导通状态下具有更强的电流导通能力，但仍存在严重的关断拖尾电流。为此，引入吸收电容和升压电容以优化开关瞬态并抑制拖尾电流。实验与TCAD仿真表明，在600 V/60 A条件下，L.SSIC的开关损耗较传统Si IGBT降低42.5%；在80 A、200 kHz下，其功...
解读: 该SiC JFET/Si IGBT级联结构技术对阳光电源功率器件应用具有重要参考价值。L.SSIC方案在600V/60A工况下开关损耗降低42.5%，在高频应用中功率损耗优于传统方案，可直接应用于ST系列储能变流器和车载OBC充电机的功率模块设计。外部吸收电容与升压电容抑制拖尾电流的方法，为阳光电源...
并联SiC JFET在正向和反向导通模式下的强制电流均衡研究
Forced Current Balancing of Parallel-Connected SiC JFETs During Forward and Reverse Conduction Mode
Sotirios G. Kokosis · Ioannis E. Andreadis · Georgios E. Kampitsis · Pavlos Pachos 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文深入研究了最新一代垂直沟槽型碳化硅（SiC）结型场效应晶体管（JFET）在并联连接下的正向和反向导通特性。通过对增强型和耗尽型SiC JFET的静态与动态特性进行全面分析，探讨了电流均衡、可靠性及相关参数的影响，为高功率密度电力电子变换器的设计提供了理论支撑。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统中对高功率密度和高效率的要求不断提升，SiC器件的应用已成为核心竞争力。本文对SiC JFET并联均流特性的研究，对于优化大功率逆变器及PCS模块的功率器件并联方案具有重要参考价值。建议研发团队关注JFET在反向导通模式下的损耗特性，这有助...
4H-SiC功率MOSFET雪崩诱导退化建模
Modeling Avalanche Induced Degradation for 4H-SiC Power MOSFETs
Jiaxing Wei · Siyang Liu · Xiaobing Zhang · Weifeng Sun 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月
本文提出了一种预测4H-SiC功率MOSFET在重复雪崩应力下退化的模型。通过分析JFET区域栅氧化层界面的正电荷注入现象，选取栅漏电容（Cgd）作为量化雪崩诱导退化的关键参数，建立了退化模型以评估器件的长期可靠性。
解读: SiC器件是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及高压充电桩实现高效率、高功率密度的核心。雪崩应力是功率器件在极端工况下的主要失效模式之一。该研究提出的退化模型有助于研发团队在设计阶段更精准地评估SiC MOSFET的寿命，优化驱动电路的保护策略，从而提升阳光电源产品在复杂电网环境下的...
由单个GaN HEMT控制并联SiC JFET构建的1200V/22mΩ常闭型SiC/GaN共源共栅器件的静态与动态特性
Static and Dynamic Characteristics of a 1200-V/22 -mΩ Normally-Off SiC/GaN Cascode Device Built With Parallel-Connected SiC JFETs Controlled by a Single GaN HEMT
Gang Lyu · Jiahui Sun · Jin Wei · Kevin J. Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种SiC-JFET/GaN-HEMT混合功率开关。通过单个低压增强型GaN-HEMT控制多个并联的高压1200V SiC-JFET，实现了共源共栅（Cascode）配置下的电流容量扩展，且仅需一套驱动电路，简化了高功率密度变换器的设计。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统具有重要价值。通过SiC与GaN的混合封装，可有效提升1200V电压等级下的功率密度与开关效率，降低系统损耗。建议研发团队关注该共源共栅结构在多路并联应用中的均流特性与热管理，这有助于进一步缩小逆变器与PCS模块的体积，提升整机效率，特别是...
基于4H-SiC的低噪声前端电荷耦合晶体管，用于0.9%辐射能量分辨率
4H-SiC-Based Low-Noise Front-End Charge Coupling Transistor for 0.9% Radiation Energy Resolution
Jiuzhou Zhao · Weizong Xu · Hao Qu · Dong Zhou 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
本简报提出了一种基于宽带隙碳化硅（SiC）的方法，用于前端电子应用中的低噪声电荷耦合晶体管，可对α粒子进行精确检测并实现良好的能量分辨率。通过采用双栅外延结构设计的联合构建技术，减轻了沟道与底栅之间的电容耦合和电荷泄漏，同时结合蚀刻损伤修复以及干 - 湿 - 干氧化钝化制造工艺，制备出了 4H - SiC 结型场效应晶体管（JFET）。该晶体管室温泄漏电流约为 0.1 pA，输入电容密度低至 0.285 fF/μm²，输出电导低至 10⁻⁶ S，在 1 kHz 时实现了 1.1×10⁻¹⁹ A²...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC的低噪声前端电荷耦合晶体管技术虽然聚焦于辐射探测领域，但其底层技术突破对我们的核心业务具有重要的延伸价值。 **技术关联性分析**：该研究在SiC JFET器件上实现的突破——极低漏电流（~0.1 pA）、超低输入电容密度（0.285 fF/μm²）和...
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