Shuaiqing Zhi · Mingcheng Ma · Yanchen Pan · Yishun Yan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

沟槽栅功率硅MOSFET（U-MOSFET）在低压低频应用中因高电流密度、低导通电阻、成本效益和可靠性而相对宽禁带器件具有显著优势。然而在逆变器半桥中，U-MOSFET体二极管BD的反向恢复特性和结电容非线性影响反向恢复阶段RRS的漏源电流和电压轨迹，导致高di/dt变化和损耗。RRS中电流和电压轨迹的准确性对评估U-MOSFET开通瞬态至关重要。SPICE模型描述的RRS电流和电压轨迹因对结电容非线性特性关注不足而与实际结果偏离。为解决该问题，提出使用结电容Coss的电容-电压C-V特性描述R...

解读: 该U-MOSFET反向恢复模型研究对阳光电源功率器件选型和建模有重要参考价值。虽然阳光电源主推SiC/GaN宽禁带器件，但在低压大电流应用（如12V/48V储能系统、车载DC-DC变换器）中硅MOSFET仍有成本优势。优化模型通过结电容C-V特性精确描述反向恢复过程，di/dt误差和损耗误差相比SP...

Flavio Enrico Bergamaschi · Jefferson Almeida Matos · Jaime Calçade Rodrigues · Giovanni Almeida Matos 等9人 · Solid-State Electronics · 2025年11月 · Vol.229

摘要 本文采用栅极电阻测温技术，对体硅绝缘层（SOI）纳米线MOSFET在300 K至4.2 K环境温度范围内的自加热效应进行了实验评估。提取了器件沟道区域的温度升高值，并获得了微分热阻，将其作为器件温度的函数进行绘图分析。尽管单根纳米线耗散的功率较低，但随着工作温度的降低，沟道区域的温升从室温下的约6 K增加至低温下的53 K。与宽沟道器件相比，纳米线器件的热阻显著更低；然而，这两类晶体管在极低器件温度下均表现出微分热阻的急剧上升。

解读: 该SOI纳米线MOSFET自热效应研究对阳光电源SiC功率器件应用具有重要参考价值。研究揭示低温环境下热阻急剧增加现象,这对ST系列储能变流器和SG逆变器在高海拔、极寒地区部署至关重要。纳米线结构展现的更低热阻特性,可指导PowerTitan系统中SiC器件的散热设计优化,特别是三电平拓扑中开关器件...

Ajit Kanale · B. Jayant Baliga · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月

本文研究了BaSIC(EMM)拓扑在提升1.2kV SiC MOSFET短路能力方面的应用。尽管该拓扑能将短路耐受时间从3.5μs提升至7.4μs，但仍未达到10μs的目标。文章提出了一套系统化的Si MOSFET选型方法，以优化该拓扑的性能，旨在解决SiC器件在极端工况下的可靠性挑战。

解读: 该研究直接针对SiC器件在极端工况下的短路可靠性瓶颈，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。随着公司产品向更高功率密度和更高电压等级（如1500V系统）演进，SiC器件的短路耐受能力是系统安全的核心。该拓扑及选型方法可作为提升功率模块可靠性的技术储备...

Ning Li · Marlee Basurto Macavilca · Chenqi Wu · Stephen Finney 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月

本文研究了一种并联混合变换器（PHC），由共直流母线的硅基IGBT桥和部分额定碳化硅（SiC）MOSFET桥并联组成。IGBT桥处理大部分功率并以低频开关以保证效率，而SiC MOSFET桥负责补偿谐波，从而在降低滤波需求的同时提升系统整体性能。

解读: 该技术对阳光电源的兆瓦级储能系统（如PowerTitan系列）及大功率集中式光伏逆变器具有重要参考价值。通过IGBT与SiC的混合并联，可在不显著增加成本的前提下，利用SiC的高频特性优化输出电流质量，从而减小磁性元件体积，提升功率密度。建议研发团队评估该拓扑在大型储能PCS中的应用潜力，以应对未来...

Ho-Tin Tang · Henry Shu-Hung Chung · John Wing-To Fan · Ryan Shun-Cheung Yeung 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月

针对桥臂电路中不可避免的串扰现象，本文提出了一种无源谐振电平移位器。该电路通过提供较低的关断栅源电压，有效抑制了串扰效应，并降低了SiC MOSFET体二极管的正向压降损耗，从而提升了功率变换器的效率与可靠性。

解读: 该技术对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统具有重要价值。随着公司产品向高功率密度、高开关频率的SiC方案演进，桥臂串扰和体二极管损耗是制约效率提升的关键瓶颈。该无源谐振方案无需复杂有源控制即可优化栅极驱动特性，不仅能降低SiC模块的开关损耗，还能提升系统在...

Yiping Xiao · Chaoming Liu · Leshan Qiu · Mingzheng Wang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年11月

单粒子烧毁（SEB）在碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）应用于航空航天环境时对其构成了重大威胁，通过离子诱发的热失控效应导致器件永久性功能失效以及系统层面的风险。然而，目前对于详细的热响应过程和触发机制仍缺乏充分的了解。在本研究中，采用了一种新颖的限流方法来研究SiC MOSFET的SEB损伤演化过程和机制。实验结果表明，SEB事件可分为三个不同阶段：首先是p - n结处的初始损伤，随后损伤转移至源极金属/SiC拐角处，在此处晶格共晶引发p - n结退化加剧，最后当n ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC功率MOSFET单粒子烧毁（SEB）的研究具有重要的技术参考价值。尽管该研究聚焦于航空航天环境下的辐射效应，但其揭示的热失控机理对我们在地面应用中提升SiC器件可靠性同样具有启发意义。 当前，阳光电源在光伏逆变器和储能变流器中已大规模应用SiC功率器件，以实...

Kaiwei Li · Pengju Sun · Xinghao Zhou · Lan Chen 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月

栅氧退化引起的偏置温度不稳定性（BTI）是碳化硅（SiC）金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）最关键的可靠性问题之一。现有BTI恢复研究尚不够全面。本文系统研究了平面型与沟槽型SiC MOSFET中直流与交流BTI的恢复特性。结果表明，无论器件栅结构如何，短路应力均可实现BTI的有效恢复，且短路能量越大，恢复能力越强。但过强的短路应力更易在平面栅器件中引发额外阈值电压漂移。进一步比较短路应力与负栅压加高温两种恢复方式后的阈值电压再漂移，发现短路应力具有更优的恢复效果。该结果对抑制阈值...

解读: 该研究揭示的SiC MOSFET偏置温度不稳定性恢复机制对阳光电源功率器件应用具有重要价值。研究发现短路应力可有效恢复BTI引起的阈值电压漂移，且恢复效果优于负栅压加高温方式，这为ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中SiC器件的可靠性设计提供了新思路。针对平面栅器件在强短路应力下易产生额外漂移的...

Qiling Chen · Hong Zhang · Dingkun Ma · Tianshu Yuan 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月

本文提出了一种针对高压（>3.3 kV）SiC MOSFET的超快短路保护（SCP）方案。通过引入基于Qdesat转移的传感机制，该方案在面对高dv/dt噪声时表现出极强的抗扰性。该方法利用高dv/dt期间转移的Qdesat间接检测漏源电压降幅，从而判断MOSFET是否处于正常导通状态。

解读: 该技术对于阳光电源的高压功率变换产品至关重要。随着公司在大型地面光伏电站及高压储能系统（如PowerTitan系列）中逐步引入更高电压等级的SiC器件，短路保护的响应速度与抗干扰能力直接决定了系统的可靠性。该方案提出的Qdesat转移检测技术能有效解决高压SiC器件在高频开关下的误触发问题，建议研发...

Haoran Li · Tong Lei · Cungang Hu · Xirui Zhu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

针对SiC MOSFET体二极管导通压降高导致的导通损耗问题，本文提出了一种用于双向CLLC变换器同步整流（SR）的数字实时计算算法。该算法基于时域解析模型，克服了传统检测电路易受高dv/dt干扰及在线实现复杂的难题，有效提升了高频SiC充电系统的效率。

解读: 该技术对于阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着高频化、小型化成为便携式及车载充电器的发展趋势，SiC器件的应用日益广泛。该算法通过时域解析模型优化同步整流控制，能显著降低高频下的导通损耗，提升系统转换效率。建议研发团队将其应用于充电桩功率模块的控制策略优化中，以提升产品在轻量化和高功率...

Jiaxing Wei · Siyang Liu · Xiaobing Zhang · Weifeng Sun 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月

本文是对原论文作者单位信息的更正说明，原论文主要研究了4H-SiC功率MOSFET在雪崩应力下的退化机理及建模方法。

解读: SiC功率器件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与转换效率的核心。雪崩诱导退化直接影响SiC器件在极端工况下的寿命与可靠性。该研究提供的退化建模方法，有助于公司研发团队在产品设计阶段更精准地评估SiC器件的鲁棒性，优化驱动电路保护策略，从而提升光伏逆变器...

Wei-Cheng Lin · Yu-Sheng Hsiao · Chen Sung · Chu Thị Bích Ngọc 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究探讨了平面SiC功率MOSFET在超过雪崩击穿条件的高漏极偏压下第三象限特性的稳定性。通过实验测量与TCAD仿真，分析了第三象限运行中反向导通电压（Vrev,on）正向漂移的机理。当漏极偏压从1500 V增至1620 V时，观察到阈值电压（VTH）明显负向漂移，同时Vrev,on出现正向漂移。TCAD仿真表明，该现象源于p阱区高电场引发的碰撞电离效应。进一步引入位于SiO2/SiC界面附近栅氧化层中的正固定电荷作为空穴陷阱后，仿真结果与实验一致。结果表明，雪崩击穿以上高漏压导致的空穴俘获会...

解读: 该研究揭示的SiC MOSFET雪崩击穿后第三象限特性退化机理，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，SiC MOSFET常工作在硬开关和体二极管续流模式，第三象限反向导通特性直接影响系统效率和可靠性。研究指出的栅氧界面空穴俘获导致Vrev,on正漂移现象，为优化器...

作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

近年来，功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的 prognostics and health management（PHM）技术正受到越来越多的关注。目前已经开发并应用了多种方法来对功率 MOSFET 进行寿命预测。然而，当前大多数研究似乎在全面理解非线性动态退化过程方面存在局限性。单一参数导向的预测方法可能会忽略退化过程中更深层次的动态行为。此外，这些方法无法处理诸如突然上升等异常退化路径。鉴于这些局限性，本文开发了一种考虑非线性动态行为的数据驱动预测方法。为了分析非线性和混沌特性...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对功率MOSFET的剩余寿命预测技术具有重要的战略价值。功率MOSFET作为光伏逆变器和储能变流器中的核心开关器件，其可靠性直接影响系统的稳定运行和全生命周期成本。 该研究的创新之处在于突破了传统单参数预测方法的局限性，通过相空间重构和李雅普诺夫指数等非线性动力学工...

Fengtao Yang · Laili Wang · Zizhen Cheng · Mengyu Zhu 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

功率器件的高温能力是提升变换器功率密度的有效途径之一。热失控是线性模式下硅基MOSFET高温运行中的常见问题，但在碳化硅（SiC）器件中的表现尚不明确。本文首次系统研究了SiC功率MOSFET在25°C至375°C结温范围内线性模式下的电热相互作用机制，建立了理论模型，并通过半导体物理仿真与实验验证了其有效性。同时分析了封装参数对高温转换性能的影响，提出一种热敏感度控制方法，有望实现高灵敏度结温检测，为高温及超高温SiC应用提供理论依据与设计指导。

解读: 该SiC MOSFET高温电热相互作用机制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器件的高温运行能力直接影响系统功率密度和可靠性。研究提出的25-375°C全温域理论模型和热敏感度控制方法，可指导阳光电源优化功率模块设计，避免线性模式下的热失控风险。...

Alexis A. Gómez · Juan R. García-Meré · Alberto Rodríguez · Juan Rodríguez 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

本研究依据行业准则，对经过各种动态测试的碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的阈值电压（Vth）退化情况进行了对比分析。为确保对比的公平性，采用了定制的实验装置。观察到的退化结果显示，其会因是否施加高电压、驱动条件或开关事件的发生情况而有所不同。通过有限元方法（FEM）模拟和寄生电容分析，对实验观察结果进行了全面解释。此外，本研究还提出了一个概念框架和方法，可通过简化的退化测试程序来模拟高压老化效应。

解读: 该SiC MOSFET动态应力解耦研究对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率器件设计具有重要指导意义。研究揭示的高频开关下热-电场耦合导致Vth退化机制，可直接应用于PowerTitan大型储能系统中SiC模块的热管理优化和开关频率设计。通过解耦分析电场应力与热应力的独立影响，可改进...

Nitish Jolly · Ayan Mallik · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月

在航空航天与工业应用中，基于SiC MOSFET的H桥衍生变换器常因器件间阈值电压（V_TH）差异导致动态电流分配不均，引发热应力增加与效率下降。本文提出一种针对模块化非反相升降压（NIBB）变换器中并联SiC MOSFET的瞬态电流均衡优化方法。通过建立包含V_TH失配与寄生参数的栅源电压（V_GS）动态多变量模型，设计了在开通与关断路径上的优化RC滤波网络，以同步不同阈值电压器件的开关行为。LTspice仿真表明瞬态电流失配降低42...

解读: 该RC延迟优化技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的SiC并联设计具有直接应用价值。当前PowerTitan等大型储能系统广泛采用SiC MOSFET并联以提升功率等级，但阈值电压失配导致的动态电流不均衡会降低系统可靠性。该研究提出的栅极RC滤波网络优化方法可直接应用于阳光电源...

Shengheng Zhu · Linxuan Li · Tiecheng Luo · Weiqu Chen 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年5月

本文展示了在 4H - SiC 衬底上采用异质外延 ε - Ga₂O₃ 制备的高电流增强型（E 型）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）。这些器件具有非故意掺杂（UID）沟道和超高导电性的引出区，引出区通过选择性区域氟等离子体表面掺杂工艺实现。在引出区，实现了超过 3×10¹⁴ cm⁻² 的高面载流子浓度（ns），且迁移率达到 47.1 cm²/V·s，显著降低了寄生电阻。所制备的沟道长度（LCH）为 2 μm 的 E 型 MOSFET 表现出 209 mA/mm 的高最大漏...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于4H-SiC衬底的ε-Ga₂O₃异质外延MOSFET技术展现出显著的战略价值。该技术通过氟等离子体选区掺杂工艺，实现了超高导电性的接入区，有效降低了寄生电阻，使器件在2μm沟道长度下获得了209 mA/mm的高漏极电流密度和42 mS/mm的峰值跨导，这些参数对我司...

Chaobiao Lin · Ling Hong · Ding Wu · Na Ren 等5人 · Solid-State Electronics · 2025年8月 · Vol.227

本文对1.2-kV平面碳化硅（SiC）MOSFET进行了重复非钳位感性开关（UIS）应力实验，施加了不同的关断态栅极电压偏置（Vgs-off = 0 V/−5 V/−10 V），并观察了不同条件下导通电阻（Ron）和阈值电压（Vth）的演变情况。研究发现，在Vgs-off为−5 V和−10 V的条件下，Ron增大，Vth发生负向漂移。为探究Ron退化机制，开展了失效分析。扫描电子束观测结果证实，在UIS应力过程中，芯片上表面发生了铝（Al）熔融现象。关于Vth漂移，将器件所承受的重复UIS应力解...

解读: 该研究揭示SiC MOSFET在UIS应力下的阈值电压漂移机制，对阳光电源ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的可靠性设计具有重要指导意义。研究发现负栅压会加剧热空穴注入导致阈值负漂，建议在PowerTitan等大功率储能系统中优化关断时栅极驱动策略，采用0V或小负压关断以延长SiC器件寿命。同时可结...

作者未知 · IEEE Electron Device Letters · 2025年7月

我们报道了采用氟离子注入终端（FIT - MOS）的 1200 V 全垂直氮化镓（GaN）基硅沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。带有负固定电荷的 FIT 区域具有高电阻特性，可自然隔离分立器件，取代了传统的台面蚀刻终端（MET），消除了台面边缘的电场集中效应，从而使 FIT - MOS 的击穿电压从 MET - MOS 的 567 V 提升至 1277 V。此外，所制备的 FIT - MOS 的阈值电压（ ${V}_{\textit {TH}}\text {)}$ ）为 3.3 ...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项1200V全垂直GaN-on-Si功率MOSFET技术具有重要的战略价值。该技术通过氟离子注入终端（FIT）工艺，将击穿电压从传统台面刻蚀方案的567V大幅提升至1277V，这一突破为我们在光伏逆变器和储能系统中采用GaN器件开辟了新路径。 对于阳光电源的核心产品线，...

Hengyu Yu · Michael Jin · Limeng Shi · Monikuntala Bhattacharya 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年2月

本研究对承受重复短路（RSC）应力的先进商用1.2 kV碳化硅（SiC）沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的失效机制和退化模式进行了深入分析。对两种商用沟槽MOSFET，即增强型双沟槽MOSFET（RDT - MOS）和非对称沟槽MOSFET（AT - MOS），在最大单次短路（SC）能量的50%、漏源电压为800 V的条件下进行了测试。通过分析漏电流路径确定了失效机制，主要包括介电层的热致破裂以及高温导致的沟槽失效。与单次短路测试中失效主要由热失控驱动不同，重复短路应力下的失效归...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于1.2kV SiC沟槽MOSFET在重复短路应力下的失效机制研究具有重要的工程应用价值。SiC功率器件是我们光伏逆变器和储能变流器核心功率拓扑的关键元件，其可靠性直接影响系统的安全性和全生命周期成本。 该研究揭示了两种商用沟槽型SiC MOSFET在重复短路工况下...

Zipeng Ke · Jun Wang · Bo Hu · Chao Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

基于SiC的双桥并联LLC谐振变换器具有低电流应力和高效率的优点，但成本较高。本文提出一种低成本混合Si/SiC双桥并联LLC变换器，由大电流低成本Si IGBT桥臂与小电流SiC MOSFET桥臂构成，显著降低系统成本。得益于Si IGBT桥臂的软开关特性，该混合结构在开关损耗方面可媲美全SiC设计。同时，通过拓扑重构减少了谐振元件数量，进一步降低损耗与成本。实验研制了6 kW样机，结果表明，在高输出功率下总损耗相当，而开关器件成本降低51.7%，谐振元件成本降低22.9%，总体成本降低31....

解读: 该混合Si/SiC双桥并联LLC技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器的DC/DC隔离级，可采用此混合方案替代全SiC设计，在保持高效率的同时降低31.6%成本，显著提升PowerTitan大型储能系统的性价比。对于大电流充电桩（如液冷超充），该拓扑的低电流应力特性与谐振...