Leshan Qiu · Yun Bai · Jieqin Ding · Zewei Dong 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

本文研究了181Ta重离子辐照下硅碳化物（SiC）MOSFET中单粒子泄漏电流II（SELC II）退化相关的电学特性及微观结构损伤。在1200 V器件中，当漏极偏压介于450至600 V时观察到SELC II退化现象。辐照后施加漏极偏压，发现两条独立的漏电流路径，其中漏源漏电路径在超过特定电压阈值后出现，且与栅氧损伤无关。辐照前后SiC MOSFET与p-i-n二极管表现出相似电学行为，表明p-n结在SELC II退化中起关键作用。高分辨率透射电镜首次揭示SELC II引起的微结构损伤（包括空...

解读: 该研究揭示SiC MOSFET单粒子泄漏电流的微观损伤机理，对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，SiC MOSFET工作于高压大功率场景，研究发现的450-600V电压窗口SELC II退化现象及P阱/N外延层界面损伤机制，可指导器件选型时的耐压裕量设计和失...

Lei Wu · Fengkai Liu · Shangli Dong · Yadong Wei 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月

碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）在空间中的应用受到重离子引发的单粒子烧毁（SEB）和单粒子泄漏电流（SELC）的严重限制，但其损伤机制仍不明确。本研究在不同漏极偏置电压下对SiC MOSFET进行了氪离子辐照。观察到在辐照过程中漏极电流持续增加，表明器件中发生了SELC。通过分析辐照前后SiC MOSFET电气性能的变化，提出SELC的原因可能是器件氧化层受损。利用ERECAD仿真模拟了泄漏路径和损伤机制。通过发射显微镜（EMMI）和透射电子显微镜（TEM）分析对仿真结...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于碳化硅MOSFET单粒子泄漏电流退化机制的研究具有重要的战略参考价值。碳化硅功率器件是我们光伏逆变器和储能系统的核心组件，其可靠性直接影响产品性能和市场竞争力。 该研究揭示了重离子辐照导致的单粒子烧毁（SEB）和单粒子泄漏电流（SELC）机制，虽然聚焦于航天应用场...

Cédric Mathieu de Vienne · Pierre Lefranc · Pierre-Olivier Jeannin · Bruno Lefebvre 等5人 · IET Power Electronics · 2025年1月 · Vol.18

本文提出了一种针对N个串联SiC MOSFET堆栈的主动电压均衡方法，通过基于实时电压反馈精确调节各器件的关断延迟时间来实现动态电压平衡。该方法无需额外的均衡电路，仅利用驱动时序控制即可有效抑制串联MOSFET在开关过程中出现的电压不均问题。仿真与实验均在采用三个650 V SiC MOSFET构成的Buck变换器平台上验证了该策略的有效性。

解读: 该主动电压均衡技术对阳光电源高压功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列1500V光伏逆变器中，多个SiC MOSFET串联可突破单管耐压限制，实现更高电压等级和更低损耗。该方法通过驱动时序控制实现动态均压，无需额外均衡电路，可简化PowerTitan等大型储能系统的功率模块设计，降...

陈浩斌 · 闫海东 · 马凯 · 郭清 等5人 · 电工技术学报 · 2025年1月 · Vol.40

并联SiC MOSFETs是提升大功率电力电子系统电流容量的高效方案，但多芯片模块中易出现动态电流不均。本文提出一种源极直连的动态均流方法，通过电路建模与理论分析揭示电流不平衡机理及均流机制。仿真与实验结果表明，该方法可使并联器件的动态电流差异和开关损耗差异降低超过50%，且在多芯片模块中仍有效。相比传统方法，无需额外元件或DBC布局修改，兼容现有工艺，实现简单、成本低，满足极简封装需求。

解读: 该源极直连均流技术对阳光电源大功率产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST2752XP储能变流器、SG350HX光伏逆变器等大功率产品的SiC功率模块设计，优化并联器件的动态电流分配。该方法无需额外器件，与现有DBC工艺兼容，可降低50%以上的动态电流差异和开关损耗差异，有助于提升产品可靠性并降低成...

Binbing Wu · Li Ran · Hao Feng · Hongyu Lin · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

碳化硅（SiC）功率MOSFET的阈值迟滞现象备受关注，但在有源栅极驱动（AGD）应用中的研究仍有限。本文通过界面电场分析不同开关速率与栅极电压下阈值迟滞的开关特性，发现负栅压和开通速度提升会增加界面态空穴陷阱的初始值与迟滞程度，从而增大驱动回路中的界面陷阱电流，加快SiC MOSFET开通。实验采用电流源AGD评估不同栅结构1200 V SiC MOSFET，结果表明关断性能不受正栅压影响，但负栅压和开通速度提高会增加阈值迟滞对开通速度的贡献比例。高速工作模式下，开通损耗中阈值迟滞占比达36....

解读: 该SiC MOSFET阈值迟滞研究对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC器件高频开关特性直接影响系统效率与可靠性。研究揭示的负栅压与开通速度对阈值迟滞的影响机制，可优化有源栅极驱动（AGD）设计：通过精确控制栅极电压范围和开关速率，在高频工作模式下平衡...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

在各种应用中，需要碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在第一和第三象限工作时具有并联浪涌电流能力。在第三象限工作期间，并联SiC MOSFET中的浪涌电流分布需要进一步研究。因此，本文建立了浪涌电流范围内不同栅极偏置下SiC MOSFET的源 - 漏电阻模型，揭示了浪涌电流条件下MOS沟道路径和体二极管路径之间的电流“竞争机制”。然后研究了器件参数差异对并联SiC MOSFET中浪涌电流分布的影响。研究发现，体二极管参数的差异在不同栅极偏置下对浪涌电流分布有显著影响，而M...

解读: 从阳光电源光伏逆变器和储能系统的核心应用场景来看，这项关于并联SiC MOSFET第三象限浪涌电流分布的研究具有重要的工程价值。在我们的大功率逆变器和双向储能变流器中，SiC MOSFET并联使用已成为提升功率密度和效率的关键技术路径，而第三象限运行（反向导通）正是这些设备在能量回馈、制动工况和电网...

Chunsheng Guo · Jiapeng Li · Yamin Zhang · Hui Zhu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年1月 · Vol.226

对于碳化硅（SiC）MOSFET，无论是多芯片模块还是多个分立器件，均需并联连接以实现高电流容量。然而，并联应用中出现的电流不平衡会降低器件的可靠性。本文重点研究了温度不均匀性和栅极陷阱电荷对SiC MOSFET电流不平衡行为的影响，并对阈值电压差异对电流不均匀性的影响进行了对比研究。最后，从电压和时间维度上比较了上述三个因素对SiC MOSFET电流不均匀特性的影响。结果表明，在静态过程中，由于温度不均匀性引起的漏源电流不平衡百分比可始终保持在10%以上；在动态过程中，由于温度不均匀性引起的漏...

解读: 该研究揭示SiC MOSFET并联应用中温度不均匀性和陷阱电荷导致的电流不平衡机理,对阳光电源ST系列储能变流器、电动汽车驱动系统及充电桩产品具有重要指导意义。研究表明静态和动态过程中温度不均匀性引起的电流失配均超过10%,这为我们优化多芯片并联SiC模块的热管理设计、改进栅极驱动均流策略提供理论依...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年1月

在电力电子变换器运行过程中，对碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的温度进行精确监测至关重要。利用温度敏感电参数（TSEPs）实现在线实时温度监测是该领域一种很有前景的技术。然而，以往的研究并未充分考虑器件结构差异如何影响待监测参数的选择以及监测结果的准确性。本文对不同栅极结构的 SiC MOSFET 的温度敏感电参数进行了全面研究。详细分析了温度敏感电参数随器件温度变化的物理机制，并通过双脉冲测试进行了验证。这项对比研究揭示了器件温度对不同栅极结构 SiC ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC MOSFET温度监测技术的研究具有重要的实用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的产品正加速向高功率密度、高效率方向发展，而SiC器件已成为新一代功率变换器的核心部件。 该研究聚焦于利用温度敏感电参数（TSEP）实现SiC MOSFET的在...

Adel Rezaeian · Ahmad Afifi · Hamid Bahrami · IET Power Electronics · 2024年12月 · Vol.18

本文设计并实现了一种用于并联碳化硅MOSFET电流补偿的全模拟栅极驱动器。由于单个碳化硅MOSFET的额定电流不足以满足高功率变换器的需求，通常需将多个器件并联以提升整体电流传导能力。然而，并联运行时易因参数差异导致电流分配不均，影响系统可靠性。为此，本文提出一种无需数字控制单元的全模拟驱动方案，通过实时检测各支路电流并动态调节栅极驱动信号，实现并联MOSFET间的电流均衡。实验结果表明，该驱动器能有效改善静态与动态电流分配不均问题，提高并联系统的稳定性和效率。

解读: 该全模拟栅极驱动电流补偿技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。在大功率储能PCS中，多个SiC-MOSFET并联是实现高电流等级的关键方案，但参数离散性导致的电流不均衡会引发局部过热和可靠性下降。该技术通过实时模拟反馈动态调节各支路栅极驱动，无需复杂数字...

Xiaolei Wang · Pengju Sun · Yinghui Yang · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

键合线失效是碳化硅（SiC）MOSFET最主要的老化形式之一。现有电参数监测方法通常受结温与栅氧退化影响，难以准确识别键合线故障。本文提出一种基于−10 V栅源电压及特定监测电流下体二极管电压的SiC MOSFET键合线失效监测新方法。该方法利用SiC MOSFET第三象限输出特性中温度无关的交点，有效解耦结温和栅氧退化带来的干扰，实现对键合线失效状态的精确监测。通过双脉冲实验平台验证了该方法的有效性与可行性。

解读: 该SiC MOSFET键合线失效监测技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过体二极管电压监测方法，可有效解耦结温和栅氧退化干扰，实现功率模块健康状态的精准诊断。该技术可直接集成到PowerTitan大型储能系统的智能运维体系中，结合iSolarCloud云平台实现S...

Hengyu Yu · Monikuntala Bhattacharya · Michael Jin · Limeng Shi 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年4月

开发一种有效的方法以提高碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的短路耐受时间（SCWT）均匀性，对于确保电力电子系统中器件的可靠性和一致性至关重要。本文详细分析了由不可避免的工艺偏差导致的短路耐受时间变化，并介绍了一种基于人工神经网络（ANN）技术的新型筛选方法。利用从碳化硅MOSFET中提取的特征参数构建了一个两层隐藏层的人工神经网络模型。训练后的模型能够准确预测通过技术计算机辅助设计（TCAD）模拟的碳化硅MOSFET的短路耐受时间，最大误差小于15%，平均...

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短路耐受时间筛选技术具有重要的工程应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的产品正加速向SiC功率器件转型，以实现更高的功率密度和系统效率。然而，SiC MOSFET的短路耐受时间（SCWT）一致性问题一直是制约大规...

Cen Chen · Zicheng Wang · Xuerong Ye · Yifan Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在各种电力电子应用中日益普及。然而，与栅极氧化物相关的重大可靠性问题阻碍了它们的广泛应用。交变栅极偏置下的阈值电压漂移，通常称为栅极开关不稳定性（GSI），对可靠性构成了重大挑战。鉴于碳化硅 MOSFET 在功率转换器中广泛使用，与传统的偏置温度不稳定性相比，研究 GSI 具有实际意义。本研究系统地探究了 1700 V 平面栅碳化硅 MOSFET 对栅极偏置、温度和开关时间等因素的依赖性，并基于物理解释给出了加速因子的形式。...

解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项关于1700V平面栅SiC MOSFET栅极开关不稳定性（GSI）的研究具有重要的工程应用价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，1700V级SiC MOSFET正逐步替代传统IGBT成为核心功率器件，其高频开关特性和低损耗优势能够显著提升系统效率和功率密度。...

Mingsheng Fang · Yan Liu · Ting Zhang · Dandan Wang 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

本文利用局域接触电势探测技术，对工作状态下的碳化硅（SiC）功率MOSFET内部电场分布进行了高分辨率表征。通过开尔文探针力显微镜（KPFM）在器件动态运行条件下直接映射其表面电势与内部电场空间分布，揭示了栅极边缘与沟道区域附近的电场集中现象及其随偏置条件演变的规律。研究结果阐明了关键电场分布特征与器件可靠性、击穿机制之间的关联，为优化SiC MOSFET结构设计和提升器件性能提供了实验依据。

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KPFM技术揭示的电场分布特征，可直接指导SG系列高功率密度光伏逆变器和ST系列储能变流器中SiC MOSFET的选型与应用。特别是对栅极边缘与沟道区域的电场集中现象的深入理解，有助于优化器件驱动电路设计，提升产品可靠性。这些发现可用于改进Pow...

Huan Wu · Houcai Luo · Jingping Zhang · Bofeng Zheng 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月

本文对比评估了线性和六边形元胞拓扑结构的碳化硅（SiC）MOSFET在不同栅极电压、母线电压和壳温条件下的单脉冲短路鲁棒性，研究了两种拓扑结构的短路失效机理。提出并分析了一种新的门极失效与热失控导致短路失效的切换模型。首次在相同短路能量条件下对比评价了两种元胞拓扑的鲁棒性表现，全面揭示了元胞拓扑结构对SiC MOSFET短路鲁棒性的综合影响机制。

解读: 该研究对阳光电源SiC器件应用具有重要指导价值。短路鲁棒性是ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器功率模块设计的核心安全指标。研究揭示的元胞拓扑对短路耐受的影响机制，可直接应用于阳光电源自主SiC MOSFET选型与定制开发，通过优化六边形拓扑设计提升器件短路承受能力。门极失效与热失控的切换模型为P...

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

本文介绍了 5kV 深度注入碳化硅（SiC）超结（SJ）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的研发与特性表征。在这些开关器件中，采用三轮外延过生长和超高能注入（UHEI）工艺形成了深度为 36μm 的 n 型和 p 型 SJ 柱。我们成功制造出柱间距分别为 8μm、10μm 和 12μm 的 SJ MOSFET，在室温下实现了 9.5mΩ·cm²的比导通电阻（Rₒₙ,ₛₚ），比 SiC 单极极限低 25%。这些器件还展现出在 5.1kV 下的尖锐雪崩击穿特性，且漏电流密度较低...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项5kV SiC超级结MOSFET技术具有重要的战略价值。该技术通过深注入工艺实现的超级结结构，将比导通电阻降至9.5 mΩ·cm²，突破了SiC单极型器件理论极限25%，这对我们在大功率光伏逆变器和储能变流器领域的产品竞争力提升具有直接意义。 在光伏1500V系统和正...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

芯片温度对于评估碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）的浪涌可靠性至关重要。与正常情况下传统依赖虚拟结温不同，评估浪涌条件下芯片上的非均匀温度分布对于器件的稳健性和现场可靠性至关重要。本文提出了一种用于计算 SiC MOSFET 温度的新型场 - 路耦合模型。所提出的场 - 路耦合模型能够在电路仿真平台内实现温度场和电路的协同计算，捕捉芯片上电气和热特性的空间分布。通过三种不同的测试条件验证了场 - 路耦合计算模型的有效性。分析了不同浪涌电流幅值下 SiC MOS...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET电热耦合建模技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，SiC MOSFET在电网浪涌、短路故障等极端工况下的可靠性直接关系到产品的现场表现和质量口碑。 该论文提出的场路耦合模型突破了传统虚拟结温计算的局限性，能够精确预测芯片在...

Jiahao Hu · Xiaochuan Deng · Tao Xu · Haibo Wu 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年7月

在这篇快报中，研究了碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）在总电离剂量辐照下由动态栅极应力引起的栅极氧化物退化情况，以准确评估……

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC MOSFET栅极氧化层在辐射环境下动态应力退化机制的研究具有重要的战略意义。SiC功率器件已成为我们新一代光伏逆变器和储能变流器的核心部件，其可靠性直接影响产品在极端环境下的表现。 该研究聚焦于总剂量辐射与动态栅极应力的耦合效应，这对我们在特殊应用场景具有...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

本文提出了一种单输入、双输出数字栅极驱动器（DGD）集成电路，以解决两个并联碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）中器件特性变化问题以及印刷电路板（PCB）上寄生电感变化问题。本文在全球范围内首次实现了以下所有目标：1）在栅极驱动器集成电路上完全集成两个传感器输出处理电路、两个数字栅极驱动器以及检测和均衡两个并联碳化硅 MOSFET 漏极电流变化所需的控制器；2）在闭环中均衡每个 MOSFET 漏极电流的直流和浪涌分量；3）在总共四种条件下进行漏极电流均衡的演示...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项单输入双输出数字栅极驱动IC技术具有重要的战略价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，SiC MOSFET并联应用已成为提升功率密度和效率的关键技术路径。当前业界面临的核心挑战正是该论文所针对的问题：器件特性差异和PCB寄生参数不一致导致的电流不均衡，这直接影...

Bin Yu · Xingjian Shi · Ze Zhou · Enyao Xiang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

针对直流固态功率控制器（dc-SSPC）中SiC MOSFET的在线状态监测对提升系统可靠性至关重要。传统电参数监测方法需高精度电路与复杂控制系统，易干扰正常运行。本文提出一种基于绝缘温度传感器测量的非电参量——外壳温度，用于在线监测SiC MOSFET老化状态。通过改进的余弦相似性分析温度波形，定义了meacosk与stdcosk两个老化特征参数，可有效追踪器件整体老化趋势，并灵敏反映键合线与焊料层严重老化，无需依赖电参数。实验验证了该方法的有效性，提升了无损、在线监测的实用性，为故障诊断与预...

解读: 该基于外壳温度波形相似性的SiC MOSFET在线老化监测技术对阳光电源ST系列储能变流器及SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。相比传统电参数监测，该方法采用非侵入式温度传感器，无需高精度电路改造，可直接集成至PowerTitan储能系统的功率模块中，实现SiC器件键合线与焊料层老化的早期预警。me...

Mathis Picot-Digoix · Frédéric Richardeau · Jean-Marc Blaquière · Sébastien Vinnac 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

由于碳化硅/二氧化硅界面质量不佳以及其栅氧化层较薄，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）比硅金属氧化物半导体场效应晶体管（Si MOSFET）更易受电荷俘获机制的影响。随着时间的推移，这些现象会加剧，导致晶体管性能下降和损耗增加。为了监测这种老化机制，本文提出了一种模拟方法，用于从栅极电压（$V_{GS}$）波形中提取一个新发现的健康指标。这是通过使用双通道有源栅极驱动器减缓特定的导通过程来实现的。随后，该在线健康监测方法在一台1200 V - 36 A的碳化硅金属氧化物半...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于栅极电压监测的SiC MOSFET在线健康管理技术具有重要的战略价值。作为光伏逆变器和储能系统的核心功率器件，SiC MOSFET的可靠性直接影响系统的整体性能和生命周期成本。 该技术针对SiC器件固有的电荷俘获机制导致的性能退化问题，提出了创新的模拟监测方法。通...