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基于全标准单元的快速瞬态全数字低压差线性稳压器，电流效率达99.97%
Fast Transient Fully Standard-Cell-Based All Digital Low-Dropout Regulator With 99.97% Current Efficiency
Muhammad Abrar Akram · Wook Hong · In-Chul Hwang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文提出了一种基于全标准单元的数字低压差线性稳压器（D-LDO），旨在实现片上系统（SoC）的高效电源管理。通过设计一种基于CMOS数字反相器的逻辑阈值触发比较器（LTTC），该稳压器在保持低静态电流的同时，实现了极快的负载瞬态响应，并具备高电流效率。
解读: 该技术主要应用于SoC芯片内部的电源管理，属于集成电路设计范畴。对于阳光电源而言，该技术可作为iSolarCloud智能运维平台中边缘计算芯片或嵌入式控制板卡电源设计的参考，有助于降低控制电路的功耗并提升瞬态响应速度。虽然与光伏逆变器或储能系统的功率变换主电路（如PCS、组串式逆变器）关联度较低，但...
一种具有快速响应自适应相位数字控制的NMOS-LDO稳压开关电容DC-DC变换器
An NMOS-LDO Regulated Switched-Capacitor DC–DC Converter With Fast-Response Adaptive-Phase Digital Control
Yan Lu · Wing-Hung Ki · C. Patrick Yue · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月
本文设计了一种基于65nm CMOS工艺的集成化低压差稳压（LDO）多相开关电容DC-DC变换器。该设计创新性地采用了带NMOS功率级的LDO，无需额外的升压电荷泵驱动，并通过快速响应自适应相位（Fast-RAP）数字控制器实现了高效的电压调节。
解读: 该文献聚焦于集成电路层面的DC-DC变换器拓扑与数字控制技术，属于芯片级功率管理范畴。对于阳光电源而言，该技术主要影响iSolarCloud智能运维平台中嵌入式控制芯片的电源管理模块，或户用光伏逆变器及充电桩内部的辅助电源设计。虽然该技术不直接应用于兆瓦级光伏逆变器或PowerTitan储能系统的功...
一种用于改善负载瞬态响应的车载12V转1.2V集成开关电容DC-DC变换器
An Automotive 12 V-to-1.2 V Integrated Switched-Capacitor DC–DC Converter for Improved Load Transient Response
Inho Park · Hyunjin Kim · Taehyeong Park · Junwon Jeong 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种用于车载应用、输入电压为12V、转换比为1/10的开关电容DC-DC变换器。功率级由八相梯形变换器和十六相3-to-1变换器组成，所有功率开关均采用5V隔离CMOS晶体管设计，旨在提升负载瞬态响应性能。
解读: 该文献研究的是低压大电流（12V转1.2V）的集成开关电容变换器，主要面向车载电子领域。对于阳光电源而言，该技术与公司核心的逆变器及储能PCS产品（通常涉及高压直流母线）存在技术差异。但在电动汽车充电桩业务中，该类高功率密度、快速瞬态响应的DC-DC拓扑可作为辅助电源模块的参考技术，有助于优化充电桩...
一种基于P-Sub/P-Epi技术的600V高压栅极驱动IC集成自举二极管仿真器
An Integrated Bootstrap Diode Emulator for 600-V High Voltage Gate Drive IC With P-Sub/P-Epi Technology
Jing Zhu · Weifeng Sun · Yunwu Zhang · Shengli Lu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文首次提出了一种基于P-Sub/P-Epi BCD工艺的集成自举二极管仿真器，包含高压FET、栅极控制及背栅控制电路。通过优化控制策略，在不增加额外复杂性的前提下，自举电容的充电时间缩短了约27%，有效提升了高压栅极驱动电路的性能。
解读: 该技术直接优化了高压栅极驱动电路的核心组件，对阳光电源的组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要价值。在逆变器和PCS的功率级设计中，自举电路的充电效率直接影响开关管的驱动可靠性与开关频率上限。采用该集成仿真器技术，可有效缩短驱动电路的响应时间，降低驱...
一种200mm E-Mode GaN-on-Si功率HEMT可靠性与寿命评估新方法
A Novel Evaluation Methodology for the Reliability and Lifetime of 200 mm E-Mode GaN-on-Si Power HEMTs
Jingyu Shen · Chao Yang · Liang Jing · Ping Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
本文提出了一种针对增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的可靠性与寿命评估新方法。以工业级200mm Si CMOS兼容平台制造的商用100V E-mode GaN-on-Si功率HEMT为例，详细介绍了包括晶圆级可靠性测试（WLRT）在内的评估流程，为宽禁带半导体器件的可靠性验证提供了实用参考。
解读: GaN作为宽禁带半导体，在提升阳光电源户用光伏逆变器及小型化充电桩的功率密度和转换效率方面具有巨大潜力。本文提出的可靠性评估方法对于公司评估GaN器件在工业化应用中的长期稳定性至关重要。建议研发团队参考该评估流程，建立针对GaN功率器件的入库筛选标准，以加速其在下一代高频、高效率户用逆变器及便携式储...
GaN与BCD技术的异构集成及其在高转换比DC-DC升压变换器IC中的应用
Heterogeneous Integration of GaN and BCD Technologies and Its Applications to High Conversion-Ratio DC–DC Boost Converter IC
Fanyi Meng · Don Disney · Bei Liu · Yildirim Baris Volkan 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文提出了一种将氮化镓（GaN）功率器件与硅基控制电路集成的创新技术。通过堆叠GaN功率晶体管与BCD（双极-CMOS-DMOS）电路，充分发挥了GaN器件高压低损耗与BCD电路高集成度的双重优势，为高转换比DC-DC变换器提供了新的设计方案。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及户用储能系统具有重要参考价值。随着光伏和储能系统向高功率密度、小型化方向发展，GaN与BCD的异构集成能显著提升DC-DC变换级的效率并减小体积。建议研发团队关注该技术在户用光伏逆变器及微型逆变器功率级中的应用潜力，通过提升开关频率降低磁性元件体积，从而优化产品成本与...
一种用于热电能量收集应用的具有时域MPPT和数字自跟踪ZCD的升压变换器设计
A Design of Boost Converter With Time-Domain MPPT and Digital Self-Tracking ZCD for Thermoelectric Energy Harvesting Applications
Jong Wan Jo · Dae-Han Yu · YoungGun Pu · Yeon Jae Jung 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
本文提出了一种用于能量收集的DC-DC升压变换器。采用时域最大功率点跟踪（MPPT）技术，无需额外的开关和时间片即可最大化能量收集性能。此外，通过实现数字自跟踪零电流检测器（ZCD）以提升效率。该变换器采用180nm CMOS工艺制造。
解读: 该文献聚焦于微功率能量收集领域的DC-DC拓扑优化及高效控制，与阳光电源目前主流的兆瓦级光伏逆变器、大功率储能系统（PowerTitan/PowerStack）及风电变流器业务在功率等级和应用场景上存在较大差异。然而，其提出的时域MPPT算法和数字自跟踪ZCD技术，在提升功率变换效率和控制精度方面具...
一种用于低交叉调节和改善电流平衡的双输出混合变换器
A Hybrid Converter With Dual Outputs for Low Cross Regulation and Improved Current Balance
Sheng Cheng Lee · Min-Chu Chien · Wei-Chieh Hung · Cheng-Wen Chen 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
传统单电感双输出变换器存在能量传输不连续问题，导致输出电压纹波大及交叉调节效应。本文提出了一种基于0.15μm BCD工艺的双降压双输出变换器，采用混合和与偏差控制策略，实现了25mV的低输出电压纹波并最小化了交叉调节影响。
解读: 该研究聚焦于集成电路层面的双输出DC-DC拓扑优化，主要应用于芯片级电源管理（PMIC）。对于阳光电源而言，该技术与核心的组串式逆变器或PowerTitan储能系统中的大功率电力电子变换器存在差异。然而，该文提出的“混合和与偏差控制”策略在提升多路输出电源的动态响应和纹波抑制方面具有参考价值，可为i...
一种用于通用串行总线供电设备的高效率Buck变换器动态自举电压技术
A Dynamic Bootstrap Voltage Technique for a High-Efficiency Buck Converter in a Universal Serial Bus Power Delivery Device
Wei-Chung Chen · Ying-Wei Chou · Meng-Wei Chien · Hsin-Chieh Chen 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
本文提出了一种动态自举电压（DBV）技术，旨在使大功率USB供电设备在宽负载电流范围内保持高效率。该技术通过在片上系统（SoC）中嵌入电源管理模块，将硅片面积有效减少至传统P型高侧功率MOSFET设计的50%。
解读: 该技术主要针对消费电子领域的USB PD供电优化，与阳光电源的核心业务（光伏逆变器、储能系统、充电桩）存在一定距离。然而，其核心思想——通过动态控制自举电压来优化高侧功率管驱动，从而提升效率并减小芯片面积，对于阳光电源的iSolarCloud智能运维平台配套的嵌入式控制终端或小型化辅助电源设计具有一...
同时改善具有氧化合金状氮化铪界面层的Ge n/p-FinFET及反相器的电学特性
Simultaneously Improved Electrical Characteristics of Ge n/p-FinFETs and Inverter With Oxidized Alloy-Like Hafnium Nitride Interfacial Layer
Dun-Bao Ruan · Kuei-Shu Chang-Liao · Cheng-Han Li · Zefu Zhao 等5人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年2月
为了同时改善锗（Ge） n 沟道和 p 沟道场效应晶体管（FET）的电学特性，本文提出了一种在锗鳍式场效应晶体管（nFinFET）、p 型鳍式场效应晶体管（pFinFET）和互补金属氧化物半导体（CMOS）反相器上采用氧化程度约为 10%的类合金界面层（IL）的界面层工程。得益于通过合适的氧化工艺在类合金和富氧界面层之间实现的权衡平衡，锗 nFinFET 和 pFinFET 均表现出更低的等效氧化层厚度（EOT）值、更低的泄漏电流、更少的边界陷阱、更低的界面态密度（DIT）值、更低的亚阈值摆幅（...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于锗（Ge）FinFET的界面层工程技术对我们的核心产品具有重要的潜在价值。该技术通过氧化类合金铪氮化物界面层同时改善n型和p型器件特性，实现了更低的等效氧化层厚度（EOT）、更低的漏电流和更高的开关电流比，这些特性直接对应着我们光伏逆变器和储能变流器中功率半导体器件...
基于标准CMOS工艺的低功耗高速1T存储器
A High Speed 1T-Memory Based on Standard CMOS Process With Low Power Consumption
Hang Xu · Jianbin Guo · Peng Liao · Yanghao Wang 等6人 · IEEE Electron Device Letters · 2025年10月
本研究提出了一种嵌入隧穿场效应晶体管（TFET）的新型单晶体管（1T）存储器，该存储器可通过带间隧穿（BTBT）进行编程。传统浮栅器件主要依靠热载流子注入（HCI）来工作。用带间隧穿取代热载流子注入后，所需的工作电压、工作时间和泄漏电流均显著降低。仿真和实验结果均表明，该存储器的保留时间可达1秒，与标准动态随机存取存储器（DRAM）相当，且几乎无静态功耗。此外，该器件的最终编程速度可小于5纳秒，耐久性超过 $\gt {1}\times {10} ^{{9}}$ 次循环。这些进展使所提出的1T存储...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于带间隧穿（BTBT）机制的新型1T存储器技术具有显著的战略价值。该技术通过替代传统热载流子注入方式，实现了低电压、低功耗和高速运行的突破，这与我们光伏逆变器和储能系统对控制芯片的核心需求高度契合。 在光伏逆变器领域，MPPT算法、实时功率调节和电网并网控制需要处理...
关于功率耗散在FDSOI纳米线FET器件击穿后行为中的作用
On the role of power dissipation in the Post-BD behavior of FDSOI NanoWire FETs
R.Goya · A.Crespo-Yepe · M.Port · R.Rodrigue 等5人 · Solid-State Electronics · 2025年12月 · Vol.230
介电击穿（Dielectric Breakdown）与栅介质的渐进性老化相关，一直是CMOS器件中最严重的失效机制之一。随着器件尺寸的不断缩小，新的器件结构和/或材料被引入，因此有必要在这些新结构中从器件乃至电路层面评估击穿（BD）的影响。本文采用被测器件所消耗的能量和功率作为关键参数，对采用高k栅介质的大规模缩放FDSOI纳米线晶体管中的介电击穿及击穿后行为进行了表征。实验结果表明，在传统介电击穿之外，器件完整性还出现了新的有害效应。
解读: 该FDSOI纳米线FET介质击穿研究对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要参考价值。研究揭示的击穿后功率耗散机制可应用于ST系列PCS和SG逆变器中SiC/GaN器件的热管理优化,通过能量耗散监测实现器件退化预警。该机理可集成至iSolarCloud平台的预测性维护算法,提升储能系统PowerTita...
铪基铁电材料在先进计算中的研究进展
A review of hafnium-based ferroelectrics for advanced computing
Xiangdong Xu · Zhongzhong Luo · Huabin Sun · Yong Xu 等6人 · Solid-State Electronics · 2025年4月 · Vol.225
摘要 在以数据为中心的计算时代，数据量预计将呈指数级增长。传统计算机中存储单元与处理单元的物理分离导致在数据计算和存储过程中存在大量不必要的能量损耗和时间延迟。基于铁电材料的器件具有数据存储与计算一体化的优势。然而，由于传统铁电材料（如钙钛矿类材料）与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术不兼容且可扩展性较差，限制了其在先进计算领域的研究进展。近年来，对基于铪（Hf）的铁电材料的研究与创新重新激发了该领域的兴趣。铪基铁电材料固有的CMOS兼容性、高矫顽场强（Ec）以及高能带间隙使其器件非常适合用于...
解读: 铪基铁电材料的CMOS兼容性、高能隙和多态存储特性,为阳光电源储能系统PCS控制器和iSolarCloud平台的边缘计算单元提供了创新方向。其负电容效应可优化SiC/GaN功率器件的栅极驱动电路,降低开关损耗;神经形态计算能力可增强ST系列储能变流器的实时负荷预测和VSG自适应控制算法;非易失性存储...
具有可调中间态的P型三值逻辑MOSFET
P-Type Ternary Logic MOSFET With Tunable Middle State Using Bidirectional Threshold Switching
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...
一种基于SiC衬底、采用钨栅的高性能p沟道GaN MESFET，在525 K下工作并具有高ION/IOFF比
A Performance-Enhanced p-Channel GaN MESFET With Tungsten Gate and High ION/ IOFF Ratio on SiC Substrate Operational at 525 K
Huake Su · Tao Zhang · Shengrui Xu · Yachao Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
在本文中，首次展示了一种基于碳化硅（SiC）衬底的常关型 p 沟道氮化镓（GaN）金属 - 半导体场效应晶体管（MESFET），其具有高的 ${I}_{\text {ON}}$ / ${I}_{\text {OFF}}$ 比和无势垒欧姆接触。与基于硅（Si）衬底的极化增强型 p - GaN/AlN/AlGaN 相比，基于 SiC 衬底的相同设计外延片，其表面电位从 11 mV 降至 - 368 mV，同时接触电阻（ ${R}_{C}\text {)}$ ）降低了 1.9 倍，这是由与位错相关的电...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项p沟道GaN MESFET技术具有重要的战略参考价值。该技术实现了常关型p沟道器件，结合n沟道器件可构建互补型CMOS架构，这为我们在光伏逆变器和储能变流器中追求更高功率密度和效率提供了新的技术路径。 该器件在SiC衬底上实现了3.3×10⁷的超高开关比和83 mV/...
基于Hf0.5Zr0.5O2共集成铁电逆变器的循环退化研究
Cycling Degradation in Hf0.5Zr0.5O2-Based Co-Integrated Ferroelectric Inverters
作者未知 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
铁电场效应晶体管（FeFET）因其非易失性特性，是下一代低功耗存储器件的有力候选者。尽管FeFET的铁电特性已得到广泛研究，但目前尚未有关于与互补金属氧化物半导体（CMOS）单片共集成的FeFET的可靠性分析报道。在本研究中，通过单片共集成工艺在8英寸晶圆上制备了基于锆掺杂二氧化铪（HZO）的FeFET反相器。我们测量了FeFET反相器的工作特性，并分析了其相对于脉冲周期的退化机制。我们发现，FeFET反相器的开关电压会根据循环脉冲的数量和幅度而变化，这受到FeFET栅堆叠不同区域陷阱的影响。足...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项铁电场效应晶体管（FeFET）技术虽然聚焦于存储器领域，但其非易失性、低功耗特性与我们在光伏逆变器和储能系统中对高可靠性功率电子控制的需求存在潜在契合点。 该研究在8英寸晶圆上实现了HZO基FeFET与CMOS的单片集成，这对我们的逆变器控制芯片设计具有启发意义。当前...
基于RRAM的单器件实现向量乘法与多比特存储的超高面积效率方案
RRAM-Based Single Device for Vector Multiplication and Multibit Storage With Ultrahigh Area Efficiency
Yang Shen · Zhoujie Pan · Mengge Jin · Jintian Gao 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2024年12月
针对冯·诺依曼架构在速度与功耗方面的瓶颈，存内计算成为一种有前景的解决方案。该技术通常依赖由阻变存储器（RRAM）构成的存储单元阵列，利用其多阻态特性可提升数据存储密度。然而，RRAM普遍存在可靠性不足及长程循环特性难以优化的问题。本文提出一种新型三维RRAM器件，兼具2比特向量乘法与多比特存储功能。通过分析与SPICE仿真验证了其可行性，该器件无需写入验证过程，显著提升了面积效率、存储密度与运算速度。相较于传统用于向量乘法的CMOS电路，所需器件数量减少93.75%，为未来存内计算提供了新路径...
解读: 该RRAM存内计算技术对阳光电源储能系统的智能控制器具有重要应用价值。PowerTitan等大型储能系统需处理海量电池管理数据和实时功率调度计算，传统架构存在功耗与响应速度瓶颈。该技术通过单器件实现向量乘法运算，器件数量减少93.75%，可直接应用于ST系列储能变流器的BMS芯片和iSolarClo...
光电能量收集硅基LSI中的保护环设计
Guard Ring Designs on Photovoltaic Energy Harvesting Silicon LSIs
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...
基于自适应体偏置技术的数字LDO稳压器以改善瞬态响应
Adaptive body biasing technique based digital LDO regulator for transient response improvement
Kartikay Mani Tripathi · Madhav Pathak · Sanjeev Manhas · Anand Bulusu · Solid-State Electronics · 2025年10月 · Vol.228
摘要 本文提出一种自适应体偏置（ABB）技术，用于在负载电流需求发生阶跃增加时改善数字低压差稳压器（DLDO）的瞬态响应性能。所提出的ABB技术能够检测输出电压的下冲，并动态调节DLDO开关阵列中pMOSFET的体偏置电压，从而降低其阈值电压，提升电流供给能力，以更好地满足瞬态负载需求。在28 nm FDSOI（RVT）工艺下设计并仿真的集成ABB技术的DLDO结果显示，与未采用ABB技术的DLDO相比，峰值输出电压下冲和恢复时间分别减少了21.23%和41.13%。为验证该方法在体硅CMOS工...
解读: 该自适应体偏置DLDO技术对阳光电源电动汽车驱动系统和储能变流器具有重要应用价值。在ST系列PCS和车载OBC充电机中,负载瞬态响应直接影响系统稳定性。该技术通过动态调节体偏置降低阈值电压,可使电压下冲减少21%、恢复时间缩短41%,有效提升SiC/GaN功率器件驱动电路的瞬态性能。可应用于Powe...
一种用于电池管理系统中具有42 ppm/V线性灵敏度的2.69 ppm/℃带隙基准源
A 2.69 ppm/℃ bandgap reference with 42 ppm/V line sensitivity for battery management system
Jing Wang1Feixiang Zhang1Zhiyuan He1Hui Zhang2Lin Cheng1 · 半导体学报 · 2025年6月 · Vol.46
本文提出了一种面向电池管理系统（BMS）的高精度带隙基准源（BGR），具备超低温度系数（TC）和线性灵敏度（LS）。该BGR采用电流模式结构，结合斩波运放与内部时钟发生器以消除运放失调，利用低压差稳压器（LDO）和预稳压器分别提升输出驱动能力与LS性能。通过曲率补偿抑制高阶非线性效应，并在20℃和60℃两点进行修调，结合固定曲率校正电流，实现芯片级超低TC。基于CMOS 180 nm工艺实现，核心面积0.548 mm²，工作电压2.5 V，从5 V电源汲取84 μA电流。在-40℃至125℃范围...
解读: 该超低温度系数带隙基准源技术对阳光电源储能与充电产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统和ST系列储能变流器的BMS模块中，2.69 ppm/℃的温度系数和42 ppm/V线性灵敏度可显著提升电池电压采样精度，优化SOC/SOH估算算法，增强储能系统在-40℃至125℃宽温域的可靠...
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