新型VBO接口芯片静电放电防护器件

为了改进VBO接口电路静电放电（ESD）防护器件性能,提出2种新的ESD防护器件：栅二极管与面积效率二极管触发可控硅整流器（SCR）. 采用SMIC 40 nm CMOS工艺与SMIC 28 nm PS CMOS工艺制备传统二极管、栅二极管、面积效率SCR;通过半导体工艺及器件模拟工具（TCAD）进行仿真,分析电流密度;通过传输线脉冲测试（TLP）方法,测试不同结构ESD防护器件的Ⅰ-Ⅴ特性. 栅二极管的ESD鲁棒性为19.7 mA/μm,导通电阻为1.28 Ω,相较于传统二极管降低了38.8%. 面积效率二极管触发SCR触发电压为1.82 V,鲁棒性为48.1 mA/μm,相较于传统二极管提升了174.8%. 测试结果表明,栅二极管与ASCR和传统ESD器件相比,性能有极大的提升,适合用作VBO接口芯片的ESD防护.     

共栅共源结构GaN HEMT开关模型

为了计算共栅共源结构高压氮化镓(GaN)器件开关损耗,提出一种共栅共源结构GaN器件开关过程及损耗模型.通过考虑共栅共源结构中PCB和引线寄生电感以及器件结电容,得出共栅共源结构GaN器件的等效电路模型,进而得到测试开关特性的双脉冲等效电路.按时间顺序将开通过程分为5个阶段,关断过程分为4个阶段对双脉冲等效电路进行分析和简化,并计算得出各个阶段中共栅共源结构GaN器件电压电流时域表达式,从而得到开关过程波形及损耗.在不同驱动电阻和开关电流下进行双脉冲实验,模型与实验的开通、关断过程波形及损耗较吻合,表明所提出模型较准确.     

基于低Q值中频电源续流二极管的研究

针对中频电源续流二极管存在的问题,本文基于低Q值串联谐振中频电源的基本原理,研究了反并联续流二极管对电路的影响,并对低Q值中频电源去除续流二极管的可行性进行了理论分析,在低Q值串联谐振中频电源电路中,只要选择耐压合适的晶闸管,就可以去除续流二极管,不但避免小环流对电路造成的影响,而且也可改善电路性能;同时,对去除续流二极管可行性进行了实验验证.实验结果表明,续流二极管的引入,造成了小环流延缓晶闸管的关断,晶闸管开通时产生尖峰过电流,晶闸管关断时产生尖峰过电压,并且在低Q值中频电源中可以通过去除续流二极管优化电路.该研究电路结构简单,性能可靠,效率高,具有很大的经济价值.     

沟槽栅功率MOSFET导通电阻的模拟研究

为了进一步降低沟槽栅功率MOS器件的导通电阻,提出了一种改进的trench MOSFET结构.借助成熟的器件仿真方法,详细分析了外延层杂质掺杂对器件导通电阻和击穿电压的影响,通过对常规trench MOSFET和这种改进的结构进行仿真和比较,得出了击穿电压和导通电阻折中效果较好的一组器件参数.模拟结果表明,在击穿电压基本相当的情况下,新结构的导通电阻较之于常规结构降低了18.8%.     

某印制板二极管振动试验过程中失效的情况分析

某印制板上二极管,在进行振动试验后出现大量引脚断裂现象.通过对生产流程、器件状态进行一一排查,最终发现是二极管器件技术状态更改造成其强度降低,从而出现失效.     

电动汽车永磁同步电机不可控发电分析与系统优化

采用弱磁控制方法使电动汽车永磁同步电机高速运行时,若过压、过流等故障发生,控制器迅速发出关断晶体管的控制信号,此时,由于电机高转速产生的等效电动势高于电池电压,电流通过逆变器中的6个续流二极管所构成的不可控整流桥流入电池,导致电机驱动系统处于不可控发电运行状态。首先,建立了系统的数学模型;然后,通过理论分析将不可控发电过程分为晶体管关断、二极管续流以及导通、稳态不可控发电3个阶段,并得到了晶体管与二极管在不可控发电瞬间的开通关断规律;分析中发现,稳态不可控发电过程具有电流大、时间较长的缺点,故提出了基于模糊控制的系统优化保护策略,从而减小该过程造成的危害;最后,通过仿真和实验深入研究了不可控发电过程,验证了优化策略的有效性。     

用二极管统一构建两个n阶电路网络（英文）

本文通过二极管将两个不同的n阶拓扑电路网络连接起来,建立起一个统一的网络模型,这是一个以前没有研究解决的新问题。该网络模型不仅包含五个电阻元件,还包含二极管器件,因此该网络包含多种不同的网络类型。该问题可以通过三个主要步骤来解决：首先,将网络简化为两个不同的等效电路模型;其次,应用基尔霍夫定律建立非线性差分方程模型;最后,对结构相似的两个方程进行统一处理,并利用等效变换技术得到非线性差分方程的通解。作为应用,文章推导出几个有趣的特殊结果。网络模型的研究非常重要,可以应用于跨学科研究。     

共栅共源结构GaN HEMT开关模型

为了计算共栅共源结构高压氮化镓(GaN)器件开关损耗,提出一种共栅共源结构GaN器件开关过程及损耗模型.通过考虑共栅共源结构中印制电路板(PCB)和引线寄生电感以及器件结电容,得出共栅共源结构GaN器件的等效电路模型,进而得到测试开关特性的双脉冲等效电路.按时间顺序将开通过程分为5个阶段,将关断过程分为4个阶段,对双脉冲等效电路进行分析和简化,并计算得出各个阶段中共栅共源结构GaN器件电压电流时域表达式,从而得到开关过程波形及损耗.在不同驱动电阻和开关电流下进行双脉冲实验,模型与实验的开关波形及损耗较吻合,表明所提出模型较准确.     

基于高频感应加热电源的新型软斩波器研究

介绍了一种用于逆变电源功率调节的新型零电压零电流转换(ZVZCT)直流斩波器,该斩波器克服了传统ZCT斩波器或ZVT斩波器不能零电流开通和负载续流二极管不能软关断的缺点,适合用于以MOSFET为开关器件的高频电源场合,并对该变换器的稳定运行情况进行了详细的分析,同时进行了仿真验证,仿真结果表明,该ZVZCT软斩波器能可靠地运行在高频场合,实现较大范围内的电压和功率调节.     

二氧化碳激光的光致电阻效应

通过激光照射可以在金属-氧化物-半导体(MOS)结构中实现电阻变化,使用二氧化碳激光照射多壁碳纳米管-二氧化硅-硅(MWNTs-SiO_2-Si)结构,观察电阻随时间变化的瞬态响应.研究表明对硅片施加正偏压,可以增大器件的电阻值,对硅片施加负偏压,可以减小器件的电阻值.二氧化碳激光的功率越小,电阻达到极值所需的时间越长;反之,二氧化碳激光功率越大,电阻达到极值所需的时间越短.     

斜阶跃场源关断时间对测量结果的影响及校正研究

论文推导了斜阶跃场源激励下,采样延时零时刻在发射电流关断起始点的高阻围岩中导电球体、不导电基底上水平薄板和均匀导电半空间的瞬变响应解析式,分析了发射电流关断时间对三种模型全程瞬变响应的影响。根据均匀半空间瞬变响应解析式,讨论了斜阶跃场源激励下的磁场、感应电压与全程视电阻率的对应关系,提出了一种全程视电阻率直接计算方法。此方法将发射电流关断时间作为系统参数参与视电阻率的计算,无需关断效应校正,可以方便地直接计算出中心回线装置下测量目标的全程视电阻率。理论模型及实例计算数据都证明了这种数值算法的可行性。由于斜阶跃场源技术的成熟,该算法具有一定的实用价值。     

拉挤GFRP管材与钢管连接的拉伸试验研究

拉挤型GFRP管材节点的可靠连接是保证其正常工作的前提。为研究其拉伸连接性能,采用胶接连接和螺栓连接两种连接方式对GFRP管材与钢管连接件分别开展了拉伸试验研究。在胶接连接试验中,研究了胶层剪应力沿长度方向的分布特征、受力机理及失效过程、胶接长度对承载力影响等。试验结果表明：胶层剪应力在加载初期沿长度方向呈现两端大、中间小的分布特征,高应力发生在胶接端,并随荷载上升逐步往加载端胶层转移;胶接长度的增加能显著提高连接构件承载力,但当长度达到管径的1.6倍后,继续增加胶接长度对承载力的提升并不大,故可考虑将1.6倍管径作为GFRP管材的有效胶接长度。在螺栓连接试验中,研究了e/d（端距/栓径）、螺栓排数n对连接承载力及破坏模式的影响。试验结果表明：当e/d=7时,承载力达到最大值,破坏形式以挤压破坏为主;根据螺栓排数n与承载力的关系,可以推导相应折减系数来计算承载力。     

横向高压DMOS单粒子辐照瞬态响应

基于单粒子辐照的等离子体输运机理,提出了横向高压DMOS单粒子辐照的瞬态响应模型。借助对横向高压DMOS的关态和开态的不同能量粒子辐照瞬态响应的二维数值分析,获得了横向高压DMOS在双结、单结和无结情况下的瞬态响应特性。其计算结果表明,横向高压DMOS的开态漏端峰值电流比关态的漏端峰值电流小,且漏端峰值电流和峰值电流出现的时间随入射粒子能量的增大而增加。     

预制混凝土插入式预留孔灌浆钢筋搭接试验

为了研究具有自主知识产权的预制混凝土结构钢筋连接方法,在钢筋锚固试验结论的基础上,设计制作了108个预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋搭接试件．依据搭接接头率为100％的要求确定了钢筋搭接长度,考虑钢筋直径、混凝土强度、搭接长度等不同影响因素,完成了试件的单向拉伸试验,得到了插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接的破坏模式及各因...     

预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋搭接试验

为研究具有自主知识产权的预制混凝土结构钢筋连接方法,在钢筋锚固试验结论的基础上,设计制作了108个预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋搭接试件。依据搭接接头率为100%的要求确定了钢筋搭接长度,考虑了钢筋直径、混凝土强度、搭接长度等不同影响因素,完成了试件的单向拉伸试验,得到了插入式预留孔灌浆钢筋搭接连接的破坏模式及各因素的影响规律,计算分析并给出了合理的搭接长度。通过实验证明,插入式预留孔灌浆钢筋搭接的方法,其连接性能可靠且施工简便,适合于住宅产业化下的预制混凝土结构的钢筋连接。     

预应力砼管桩与桩帽连接节点轴拔性能试验研究

本文采用直径为５５０ｍｍ的预应力砼管桩，通过九个试件对桩与性帽连接节点的轴技承载力进行了试验研究，讨论了性与桩帽的连接形式、连接节点的破坏形态、破坏机理以及受力特性．在试验研究的基础上给出了连接节点轴拔承载力的建议公式和确定管桩埋入桩帽深度的计算方法，并建议在实际工程中应采用的连接形式．     

缓冲电容对IGBT变流器特性的影响研究

在IGBT构成的变流器主电路中常采用并联缓冲电容的缓冲电路来抑制开关管关断过程中引起的过大电压冲击,保护IGBT和变流器.基于IGBT的动态模型,从理论上分析了缓冲电容对IGBT关断时产生的电压冲击规律,比较了不同缓冲电容对IGBT关断时的电压冲击情况及负面影响,得出缓冲电容在降低IGBT关断过冲电压的同时也会引起母线上电流电压振荡的结论.给出了IGBT关断时由缓冲电容引起振荡的仿真和实验结果,并指出了减小缓冲电容的方法.     

预制混凝土结构插入式预留孔灌浆钢筋锚固性能

为研究预制混凝土结构的钢筋连接方法,设计制作了81个预制混凝土插入式预留孔灌浆钢筋锚固拉拔试件,考虑钢筋直径、混凝土强度、锚固长度等主要影响参数.连续加荷拉拔试验结果表明:灌浆锚固试件的最终破坏状态都是外部钢筋屈服或被拉断,没有发生异常锚固破坏,而且在基本锚固长度基础上分别减小为0.9、0.8倍时还有较大安全储备.根据...     

覆冰导线静张力对输电塔横担的作用特征

为了研究输电塔横担在覆冰导线作用下的受力变形特征,以在冰灾发生时横担严重破坏的某转角耐张塔为对象,按照模型相似理论制作大比例节段模型,进行模拟导线重覆冰状态下的静力加载试验.考虑连接偏心、节点板厚度和螺栓长度等因素对构件传力路径的影响,建立中横担精细化有限元模型,对试验全程进行模拟并与试验对比.在此基础上通过非线性屈曲计算,获得覆冰导线静张力作用下横担的失效模式及薄弱位置.研究表明：横担主材两端螺栓分别连接在角钢的水平肢和竖直肢上会造成构件各个截面应力状态相差很大并使受压构件在局部位置产生受拉区域.对于斜材,连接偏心引起的弯矩和二阶效应不可忽略,且受压斜材是横担的薄弱环节,斜材稳定承载力的不足会导致横担的整体失效．     

适用于全桥MMC等效模型的线性排序均压算法

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)已在直流电网和新能源汇集等领域发挥重要作用。随着直流电网的发展,全桥MMC在直流故障穿越中起到了非常重要的作用,而已有的MMC等效模型在仿真超高电平MMC多端直流电网时,受排序算法复杂度的影响,仿真效率依然较低。有文献基于开关器件关断电阻无穷大并采用后退欧拉法,针对一种理想型的全桥型MMC等效模型提出了一种线性排序算法。本文以快速嵌套同时求解法为基础,证明了在梯形积分和后退欧拉电容离散化方法下,全桥子模块中关断电阻为实际值时该排序算法依然适用,并将该证明方法拓展到了对半桥型MMC戴维南等效模型线性排序算法的证明中。通过更具一般性的证明分析了该线性排序算法的本质机理,指出该算法分组的依据并分析了该算法对基于其他拓扑的MMC戴维南等效模型的适用性及其优缺点。