寄生电感对低压增强型GaN HEMT开关行为的影响

寄生电感是影响功率管开关特性的重要因素之一,开关频率越高,寄生电感对低压增强型氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)的开关行为影响越深,使其无法发挥高速开关的性能优势。通过建立数学模型,理论分析了考虑各部分寄生电感后增强型GaN HEMT的开关过程,并推导了各阶段的持续时间和影响因素,然后通过建立双脉冲测试平台,对各部分寄生电感对开关特性的具体影响进行了实验验证。实验结果表明,寄生电感会使开关过程中的电流、电压出现振荡,影响开关速度和可靠性,并且各部分寄生电感对增强型GaN HEMT的开关过程影响程度不同,在实际PCB布局受到物理限制时,需要根据设计目标优化布局,合理分配各部分寄生电感以获得最优的开关性能。     

一种基于Cascode GaN E-HEMT的单相逆变电路

首先测试了Cascode结构的氮化镓增强型高电子迁移率晶体管(GaN E-HEMT)的输出、转移特性曲线,分析了导通电阻、输入电容等影响开关特性的电参数。接着分析了单相逆变电路结构,研究表明,采用GaN E-HEMT可极大地减小单相逆变电路的输出滤波电容、电感的体积。最后,比较分析了影响Cascode GaN E-HEMT和Si基MOSFET的损耗参数,并基于这两种器件结构分别搭建了两种单相逆变电路。测试结果表明,工作频率为8~90 kHz时,基于Cascode GaN E-HEMT的逆变电路的转换效率为90%以上,温度维持于25.3 ℃~29.3 ℃范围。基于Cascode GaN E-HEMT的逆变电路的总体性能优于基于Si基MOSFET的逆变电路。     

温度对被动开关固体激光器工作的影响

众所周知,环境温度和固体激光器件的发热对其振荡特性有很大影响.因此,当温度变化时,决定振荡特性的发射规律是个急待解决的问题.在单脉冲激光器中,温度对发射能量特性的影响,主要取决于下述过程.激活介质的温度变化引起电子按能级重新分布,以及荧光线宽的改变,其最终结果影响到振荡器的有效截面σ.此外,激光器开关参数(这些参数确定使用开关的类型)的温度关系,在一般情况下引起开启和关闭状态的开关损耗的改变,并导致发射特性的变化.本文研究了环境温度对被动开关固体激光器能量特性的影响,因为开关和工作物质参数变化,对这类激光器性能影响是很明显的.分析了最长见的被激活的钕离子四能级介质和有机染料及F_2~-ЦО晶体为基础的被动开关.     

InGaN/GaN多量子阱蓝光LED电学特性研究

对不同温度(120～363 K)下InGaN/GaN多量子阱(MQW)结构蓝光发光二极管(LED)的电学特性进行了测试与深入的研究.发现对数坐标下I-V特性曲线斜率随温度变化不大.分别用载流子扩散-复合模型和隧道复合模型对其进行计算,发现室温下其理想因子远大于2,并且随着温度的下降而升高;而隧穿能量参数随温度变化不大.这说明传统的扩散-复合载流子输运模型不再适用于InGaN/GaN MQW蓝光LED.分析指出由于晶格失配以及生长工艺的制约,外延层中具有较高的缺陷密度和界面能级密度,导致其主要输运机制为载流子的隧穿.     

退火温度对Tb催化GaN纳米棒的影响

用稀土金属铽(Tb)作催化剂,通过磁控溅射和退火氨化法成功制备出大量单晶GaN纳米棒,并研究退火温度对GaN纳米棒表面形貌、晶体质量和发光特性的影响。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)测试结果显示,随着退火温度的升高,纳米棒的直径和长度增大,结晶质量先变好后变差,PL测试发现了位于369nm处的强发光峰和387nm处的弱发光峰,其发光强度随退火温度的升高先增强后减弱,发光峰的位置并不改变,进而得出了制备GaN纳米棒的最佳退火温度为950℃。利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对950℃下制备的样品进行检测,结果显示样品为六方纤锌矿结构的单晶GaN纳米棒。     

热退火对Mg掺杂InGaN/GaN异质结特性的影响

系统地研究了氧气氛围中退火温度对Mg掺杂InGaN/GaN异质结电学特性及光学性能的影响.电流电压特性和表面方块电阻的测试表明,与p-GaN相比,p-InGaN/GaN异质结的最佳退火温度较低,而且容易与非合金化的Ni/Au电极形成欧姆接触.分析认为InGaN具有的较小带隙能量和p-InGaN/GaN异质结中存在强烈的极化效应以及InN较高的平衡蒸汽压是引起以上结果的主要原因.p-InGaN/GaN异质结10 K的光致荧光光谱中存在两个分别位于2.95 eV和2.25 eV的发光峰,随着材料退火温度的提高,这两个发光峰的强度逐渐降低.提出了类施主补偿中心参与的与H相关的络合物与Mg受主的复合发光机制,对退火前后光致荧光光谱的变化进行了解释.     

退火温度对硅基GaN薄膜质量的影响

采用电泳沉积法在Si(111)衬底上制备GaN薄膜,并研究退火温度对GaN薄膜晶体质量、表面形貌和发光特性的影响。傅立叶红外吸收谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的测试结果表明所得样品为六方纤锌矿结构的GaN多晶薄膜,随退火温度的升高,晶粒尺寸增大,结晶化程度提高。室温下光致发光谱的测试发现了位于367 nm处的强发光峰和437 nm处的弱发光峰,其发光强度随退火温度的升高而增强,但发光峰的位置并不发生移动。     

GaN功率开关器件的发展与微尺度功率变换

GaN材料具有高的击穿场强、高的载流子饱和速度和能形成高迁移率、高密度的二维电子气,使得GaN功率开关器件具有关断电压高、导通电阻小、工作频率高等特点。GaN功率开关器件将成为高效率与超高频(UHF)电力电子学发展的重要基础之一。综述了GaN功率开关器件的发展历程、现状、关键技术突破、应用研究和微功率变换集成。重点评估了常开和常关两类GaN功率开关器件的异质结外延材料的结构、器件结构优化、器件的关键工艺、增强型器件的形成技术、器件性能、可靠性、应用特点和微系统集成。最后总结了新世纪以来GaN新一代电力电子器件技术进步的亮点。     

GaN功率开关器件的发展与微尺度功率变换北大核心CSCD

GaN材料具有高的击穿场强、高的载流子饱和速度和能形成高迁移率、高密度的二维电子气,使得GaN功率开关器件具有关断电压高、导通电阻小、工作频率高等特点。GaN功率开关器件将成为高效率与超高频(UHF)电力电子学发展的重要基础之一。综述了GaN功率开关器件的发展历程、现状、关键技术突破、应用研究和微功率变换集成。重点评估了常开和常关两类GaN功率开关器件的异质结外延材料的结构、器件结构优化、器件的关键工艺、增强型器件的形成技术、器件性能、可靠性、应用特点和微系统集成。最后总结了新世纪以来GaN新一代电力电子器件技术进步的亮点。     

基于数据采集卡的开关阀性能测试系统设计

为实现汽车发动机用零配件可变行程技术(VVL)开关阀性能测试的自动化,设计了一种基于NI6221数据采集卡的VVL开关阀性能测试系统,该系统能够提供油路压力为250 kPa和1 MPa、机油温度为35℃±2℃的测试环境,对开关阀的流量特性、耐压特性、工作电压以及响应时间等参数进行检测,并判定零件合格与否。通过实际应用表明,该系统只需一次手工装夹即可实现开关阀50 s/件的自动检测效率,具有稳定性和可靠性。     

The New Peak-to-Average Power Reduction Algorithm in the OFDM System

In this paper, we proposed a new peak-to-average power reduction (PAPR) algorithm of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system using block coding scheme and discrete cosine transform (DCT). We are using DCT to concentrate the energy of the original signal into a few coefficients. After the DCT data were fed into the IDFT, the output of signal of OFDM appeared to have uniform distribution. With the newly proposed schemes, that we founded those three important properties, the first property is the PAPR used be reduced by 9.4419 dB for BPSK mapper. The second property is the OFDM signals have capability of noise immunity and of error correction. And the third property is the effect of PAPR reduced can be implement by cascaded different method.     

一款低功率下具有高效率的多模多频功率放大器

越来越多的移动通信协议要求射频功率放大器在低功率模式下具有高效率和低工作电流,为了满足这种需求,本文提出了一种全集成的多模多频射频功率放大器模块设计。本设计通过双路径的功率放大器实现了高功率、中功率和低功率三种模式,并且模块内部没有任何用于模式选择的串联开关。在不同功率模式下,通过最优化负载设计,不仅极大程度的降低了芯片的工作电流,而且实现了良好的工作性能。本设计采用InGaP/GaAs异质结双极晶体管工艺和0.18um的互补金属氧化物半导体工艺完成流片。芯片的实际测试结果显示在低功率模式下,该射频功率模块仅3mA的静态电流,并且在1.7-2.0 GHz带宽范围内高中低功率模式都实现了良好的射频性能,在高功率模式下,输出功率28dBm时,实现了至少39.4% 的功率附加效率和-40 dBc邻道泄漏比;在中功率模式下,输出功率17 dBm时,实现了至少21.3% 的功率附加效率和-43 dBc邻道泄漏比;在低功率模式下,输出功率8 dBm时,实现了至少18.2% 的功率附加效率和-40 dBc邻道泄漏比。     

开关电源的电磁兼容技术研究

文中分析了开关电源电磁干扰产生的机理,并对开关电源的电磁兼容问题进行了讨论,指出了解决开关电源电磁兼容问题的相应策略。     

一种低压APF和TSC并联最优运行的方法

针对低压电网中传统有源电力滤波器(APF)和晶闸管投切电容器(TSC)简单并联运行时出现的系统不稳、TSC频繁投切等问题,提出了一种基于FBD法的统一APF和TSC且共用电抗器的控制方法。该方法只通过一个控制器同时计算出APF的补偿指令电流和TSC投切组数控制信号。通过负载电流的变化率dILq/dt判断负载是否处于暂态过程,来决定是否更新TSC的投切状态,从而避免TSC的频繁投切和系统振荡。共用电抗器的拓扑结构还能节约经济成本,减小装置体积。通过仿真实验,验证了系统的可行性及有效性,是一种高性价比且性能优良的无功及谐波补偿方法。     

基于随机分割的PTS改进算法研究

正交频分复用（OFDM）系统的一个主要缺点是信号的峰均功率比（PAPR）很高。提出了一种将随机分割方法与迭代移位搜索加权因子相结合的改进PTS算法。仿真结果表明,改进后的算法在改善PAPR性能和计算的复杂度之间取得了较好的折衷。     

OFDM系统中一种联合改进的低复杂度SLM峰均比抑制技术

高的峰值平均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)是光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,O-OFDM)系统的一个主要缺点,选择性映射(Selective Mapping,SLM)法能有效降低高PAPR出现的概率,但它的计算复杂度较高.一些低复杂度的SLM方案能够有效地降低复杂度,但同时也降低了PAPR的抑制性能.为了平衡这两个因素,将低复杂度SLM方案与次优选择的思想相结合,文章提出了一种联合改进的PAPR抑制方案.在低复杂度方案中,通过将一个复频域信号分为两个实信号,再利用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的平移和反折性质将其重建成新的信号,以得到更多的备选信号,如此便能降低计算复杂度.然后,再结合次优选择的思想,选择PAPR最小的一路以得到最优的PAPR抑制性能.仿真结果验证了该方案的有效性.     

1100W开关电源前级功率因数校正技术的研究

功率因数校正技术作为雷达电源系统的一项关键技术应用到开关电源中 ,有利于电源技术指标的提高 ,对雷达供电系统的有效运行带来很大的益处 ,越来越成为电源行业研究的热点。介绍了功率因数校正技术的发展和特点 ,分析了平均电流型技术 ,给出了 110 0W开关电源前级的功率因数校正电路的设计方法和实验结果     

抗DPA攻击的功耗平衡SRAM设计

A power balance static random-access memory(SRAM) for resistance to differential power analysis(DPA) is proposed. In the proposed design, the switch power consumption and short-circuit power consumption are balanced by discharging and pre-charging the key nodes of the output circuit and adding an additional shortcircuit current path. Thus, the power consumption is constant in every read cycle. As a result, the DPA-resistant ability of the SRAM is improved. In 65 nm CMOS technology, the power balance SRAM is fully custom designed with a layout area of 5863.6 μm~2.The post-simulation results show that the normalized energy deviation(NED) and normalized standard deviation(NSD) are 0.099% and 0.04%, respectively. Compared to existing power balance circuits, the power balance ability of the proposed SRAM has improved 53%.     

Symmetric Adiabatic Logic Circuits against Differential Power Analysis

We investigate the possibility of using adiabatic logic as a countermeasure against differential power analysis (DPA) style attacks to make use of its energy efficiency. Like other dual‐rail logics, adiabatic logic exhibits a current dependence on input data, which makes the system vulnerable to DPA. To resolve this issue, we propose a symmetric adiabatic logic in which the discharge paths are symmetric for data‐independent parasitic capacitance, and the charges are shared between the output nodes and between the internal nodes, respectively, to prevent the circuit from depending on the previous input data.     

等平面化SiC MESFET的研制

在原有设计以及工艺的基础上,采用了器件表面等平面化处理及侧壁钝化工艺,器件工作电压大幅度提高,截止漏电流降低约两个数量级,跨导提高1.5mS/mm。2GHz下测试,微波功率附加效率提高10%左右,增益平均提高了2dB,在VDS=60V的条件下单管功率输出达到了86.5W。经过内匹配和功率合成研制成大功率的SiC脉冲功率管的综合性能较好,在250W的输出功率下,器件仍然保持高达10.5dB的高增益,功率附加效率30%。台阶仪和扫描电镜观测表明,台阶高度已经大大降低,侧壁得到了钝化,尖锐突起和凹坑都已经变得平缓。