InP基PIN开关二极管结构设计与制备

开关二极管是微波控制电路中的一种应用最普遍的控制器件,它可以实现近似短路和开路的功能.Ⅰ层厚度对PIN二极管的器件特性具有重要的影响.利用Silvaco TCAD软件对InP基PIN开关二极管器件结构进行建模仿真,分析不同1区厚度对二极管的电流电压特性的影响,得出最优值.利用化合物半导体材料外延与器件工艺平台,制备出InP基PIN开关二极管器件,直流特性测试结果表明,PIN开关二极管的开启电压为0.525 V,反向击穿电压大于12 V.为进一步实现毫米波开关电路奠定了基础.     

一种可变拓扑隔离型DC/DC变换器

针对机载电子设备中输入供电电压范围较宽、输入/输出隔离的特点,提出了一种可变拓扑结构.为适应不同输入电压电路可自动切换拓扑,详细分析了降压和升压两种模式的工作原理,解决了宽范围输入隔离型稳压电源转换效率和系统稳定的问题.在此基础上,设计了一款16～50 V输入,12 V/300 W输出的DC/DC变换器,并对主要功率器件的电应力进行了计算分析.试验样机表明,该线路结构具有良好的宽输入电压范围适应性和较高的转换效率.     

垂直结构氮化镓功率晶体管的材料与工艺问题

硅功率器件已接近其理论物理性能的极限。基于宽禁带半导体材料的电力电子系统能够实现更高的功率密度和电能转换效率,而具有高临界电场和载流子迁移率的氮化镓被认为是未来高功率、高频和高温应用的最有希望的候选者之一,而由品质因子给出的氮化镓基功率器件的综合性能具有大于1 000倍于硅器件的理论极限。目前已产业化的氮化镓功率晶体管主要基于水平结构,但垂直结构更有利于实现更高电压和更大电流。随着氮化镓衬底材料的逐渐成熟,近期垂直结构氮化镓功率器件成为了学术界和产业界的研究热点,并被认为是下一代650～3 300 V电力电子应用的候选器件。基于此,回顾了垂直结构氮化镓晶体管的最新进展,特别是与器件相关的材料和工艺问题,并总结了开发高性能垂直结构氮化镓功率晶体管的主要挑战。     

V_2O_5/DBSA-PANI复合材料的制备及电容性能研究

制备了V2O5/DBSA-PANI复合材料,用XRD、IR及SEM对材料进行了表征.结果表明,复合材料为片状,V2O5和DBSA-PANI之间有化学键形成;材料的恒流充放电性能测试结果表明.当电流密度为0.2～0.8 mA.电压范围为-0.2-0.8 V(vs.SCE),电解液为1 mol/L KNO3溶液时,所得材料具有良好的电容特性,复合材料的比电容比单独的V2O5明显提高,而循环性能比单独的DBSA-PANI好.电压范围为-0.2～0.8 V(vs.SCE),以2～10 mV/s扫描速率进行循环伏安测试,该复合材料均表现出良好的赝电容性能.     

宽输入电压单级电子镇流器

LCC串并联谐振变换电路与Buck-Boost有源功率因数校正电路构成的单管荧光灯单级自激电子镇流器存在着输出功率对输入电压过于敏感的问题.给出了一种不改变自激电子镇流器的简化性、低价性前提下,减少这种敏感性的简单方法.当输入电源电压增大时,Buck-Boost电路的占空比减小,输出功率基本保持稳定.当电源电压在 5%～-10%范围内变化时,该电路的输出功率稳定在 1%～-1.3%范围内,使开关器件的开关损耗降低,效率达到92%,功率因数大于0.99.实验证明该电路的性能稳定.     

一种低输入电流纹波高增益软开关DC-DC变换器

针对新能源发电系统输出电压低、电压稳定性差等问题，提出一种非隔离型低输入电流纹波高增益软开关直流变换器。该变换器结合有源钳位技术和耦合电感与二极管-电容倍压结构，提高了变换器的电压增益，降低了开关器件的电压应力。耦合电感自身漏感有效缓解二极管反向恢复问题，并通过有源钳位网络回收利用了漏感的能量，开关管无关断电压尖峰。利用耦合电感漏感，所有开关管均实现了零电压软开关，提高了变换器的效率。详细分析了变换器的拓扑结构与工作原理，并对电压增益、器件电压电流应力、软开关等电路性能进行了分析。最后，搭建了一台40 V输入、400 V输出、额定功率为160 W的试验样机，实验验证了该变换器具有低输入电流纹波、高电压增益、高变换效率和低电压应力等优点。     

一种具有互易光路的光学电压传感器

介绍了基于Pockels效应测量电压的光学电压传感器基本原理,通过在光路中引入法拉第旋光器件,提出了一种新型的全光学互易式电压传感器方案.理论上推导了该方案,并搭建了光学电压传感器实验系统.实验结果表明,在0-270V范围内,该实验系统对交流电压的测量变比变化量不超过2.66%.     

汽车用42V永磁发电装置参数计算与设计

总结了42V汽车电气系统的优点,指出了其良好的发展前景.设计了该系统的关键零部件-42 V发电装置,对其径向励磁转子和电枢绕组进行了参数设计以提高发电机低速时的输出电压;高速或低负载时,设计了与之匹配的电子稳压器以使发电机输出稳定的电压.该装置功率大,输出电压稳定,且符合未来汽车供电系统发展趋势.     

水平式锌空电池的设计及组合一致性

设计了可机械充电的水平式双面空气电极锌空电池.对由该结构组成的串联电池组最底层单体电池并联电阻以及直接短路,可观察到电池组出现了显著的电压下降,1 h内总电压下降达0.22 V(0.25 Ω)和0.37 V(0.05 Ω),其中一只单体电池呈-3.92 V的负压.这说明电池组的组间不一致,导致容量的消耗和放电性能下降.     

晶闸管高功率因数可调节荧光灯电子镇流器

提出了一种晶闸管控制简单易行的相位荧光灯调光方法。给出了新型电子镇流器的电路结构,重点讨论了其提高功率因数、功率变换及可变调光的工作机理。该电子镇流器的电路结构确保了通过在调光器中引入电源电压信号处理装置,使电源进线由原来单纯传递电能转变为同时包含了控制信号,在原有接线方式的基础上实现了亮度可调。样机实验表明,该电子镇流器具有优良的电气性能。     

The incorporation of SiO2 nanoparticles in poly(p-phenylenevinylene)(PPV) for PPV/SiO2 nanocomposite

The changes in surface morphology and current-voltage characteristics of poly(p-phenylenevinylene)(PPV) thin film has been studied by varying the amount of incorporated SiO₂ nanoparticles. The electronic structure of carbon atom in PPV and PPV/SiO₂ nanocomposite films was studied by using near-edge X-ray absorption fine structure. The surface morphology of PPV/SiO₂ nanocomposite film was found to be greatly dependent on the amount of incorporated SiO₂ nanoparticles. The current–voltage behavior of PPV/SiO₂ nanocomposite film was mainly dependent on the surface morphology of the film. The excess content of SiO₂ nanoparticles in PPV/SiO₂ nanocomposite film was revealed to induce an agglomeration of SiO₂ nanoparticles where blocking of electronic conduction happens.     

高压锂离子电池正极材料LiCoPO4的研究进展

橄榄石结构的LiCoPO4具很高的能量密度、比能量,以及高达4.8V（Li/Li＋）的电压平台,有望成为高电压、高容量的新一代锂离子电池正极材料。本文主要介绍了这种高压锂离子正极材料的晶体结构和反应机理,制备该材料的主要方法,以及针对这种材料电导率低的缺陷,国内外所做的改性研究,并对该材料的未来发展进行了展望。     

5V正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的自蔓延燃烧合成

用柠檬酸络合辅助的自蔓延燃烧法合成了5V正极材料LiNi0.5 Mn1.5 O4.用XRD、SEM和电化学测试研究了焙烧温度、退火时间对材料的影响.在最佳条件(焙烧温度为820℃、退火时间为24 h)下合成的样品具有完整的尖晶石结构和形貌,具有单一的4.7V平台,在20℃下以0.2C在3.5-5.1V充放电,首次放电比...     

锂离子电池正极材料(Li)VOPO4的研究进展

锂离子电池正极材料(Li)VOPO4的理论比容量高,放电电压不低于3.7 V。介绍了(Li)VOPO4的晶体结构、制备方法及其初始可逆容量、循环稳定性等电化学性能,并讨论了(Li)VOPO4正极材料研究的重要性。     

锂离子电池过充短路添加剂

为了提高锂离子电池的抗过充性能,研究了二苯醚做为锂离子电池过充短路添加剂的性质.实验结果表明在锂离子电池有机电解液中,当电极电位高于4.5V(vs.Li/Li )时二苯醚在铂盘电极上发生电氧化聚合,形成具有良好电化学活性的导电聚合物,同时LiMn2O4粉末微电极的结果表明在电极电位到达4.25 V之前,二苯醚没有对正极材料产生明显的不利影响.LiMn2O4/Li模拟电池的结果表明当电池过充到约4.5 V时,电池电压不再升高,同时扫描电子显微镜观察发现二苯醚在正极上发生了聚合.此外在聚合过程中产生的H 在负极上被还原为H2,增加了电池的内压,因此可以通过激活安全阀提高锂离子电池的安全性.     

模板介孔炭在高电压超级电容器的应用研究

以柠檬酸镁/沥青混合物为前驱体,通过模板炭化法制备介孔炭材料。通过调节柠檬酸镁与沥青的比例制备出不同孔径结构的炭材料,并以其作为电极材料,以1.7 mol/L 1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐/碳酸丙烯酯(Emim-TFSI/PC)电解液组装双电层电容器。通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗测试其在不同电压下的电化学性能。实验表明,柠檬酸镁/沥青比例为6∶4时,制备出的介孔炭材料的电化学性能表现优异,扫描电压区间为0~3.5 V时,仍表现为良好的双电层电容性能,充放电电压为3.2 V时,质量比电容达100 F/g。     

Impact of high‐κ gate dielectric and other physical parameters on the electrostatics and threshold voltage of long channel gate‐all‐around nanowire transistor

High‐κ gate‐all‐around structure counters the Short Channel Effect (SCEs) mostly providing excellent off‐state performance, whereas high mobility III–V channel ensures better on‐state performance, rendering III–V nanowire GAAFET a potential candidate for replacing the current FinFETs in microchips. In this paper, a 2D simulator for the III–V GAAFET based on self‐consistent solution of Schrodinger–Poisson equation is proposed. Using this simulator, capacitance–voltage profile and threshold voltage are characterized, which reveal that gate dielectric constant (κ) and oxide thickness do not affect threshold voltage significantly at lower channel doping. Moreover, change in alloy composition of In_xGa_1‐xAs, channel doping, and cross‐sectional area has trivial effects on the inversion capacitance although threshold voltage can be shifted by the former two. Although, channel material also affects the threshold voltage, most sharp change in threshold voltage is observed with change in fin width of the channel (0.005 V/nm for above 10 nm fin width and 0.064 V/nm for sub‐10 nm fin width). Simulation suggests that for lower channel doping below 10²³ m⁻³, fin width variation affects the threshold voltage most. Whereas when the doping is higher than 10²³ m⁻³, both the thickness and dielectric constant of the oxide material have strong effects on threshold voltage (0.05 V/nm oxide thickness and 0.01 V/per unit change in κ). Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种合成LiNiO2正极材料新工艺的研究

在空气气氛中,采用固相法与熔融盐法相结合的新工艺,制备出了锂离子蓄电池正极材料LiNiO2。对LiNO3-LiOH和Ni(OH)2混合粉体进行了差热-热重分析(DTA-TG)。通过对制备的LiNiO2进行X射线衍射(XRD)分析表明:制得的LiNiO2具有!-NaFeO2结构,且晶型完整。电性能测试表明:在0.5mA/cm2的充放电电流密度和2.7～4.2V的电压范围内,其放电比容量可达138.5mAh/g,库仑效率达82%。循环20次后,放电比容量仍达114.6mAh/g。研究表明采用此工艺,能制备出电化学性能良好的LiNiO2正极材料。     

Underlying design advantages for GaN MOSFETs compared with GaN HFETs for power applications

This study investigates the underlying reasons and quantifies the advantages the GaN MOSFET has over the GaN HFET for high voltage and power applications. Calibrated simulations with equivalent material model files show that equivalent dimensioned devices are capable of producing similar on-state modes of operation, and achieve similar effective mobility at equivalent larger electric fields. However, during sub-threshold operation, the GaN MOSFET is shown to contain a much lower carrier concentration than the GaN HFET. This prolongs the breakdown avalanche effect in the GaN MOSFET (3500 V) by roughly five times larger than the GaN HFET (600 V) for devices of similar dimensions. Implementing the MOS structure can potentially resolve fundamental constraints for high voltage power applications caused by current device architects.     

MnO_2掺杂对锂/氟化碳电池性能的影响

通过球磨法制备了二氧化锰(MnO_2)掺杂的氟化石墨(CF_x)复合材料;以复合材料为正极、锂带为负极,制备了1 Ah方形软包装锂/氟化碳(Li/CF_x)电池。探讨掺杂比例对Li/CF_x电池电化学性能的影响。与纯CF_x相比,掺杂30%MnO_2的电池以0.1 C倍率放电,低波电压和平台电压分别为2.360 V、2.463 V;以0.5 C、1.0 C倍率放电,低波电压分别提高约0.4 V、0.5 V。掺杂MnO_2可改善Li/CF_x电池的电压滞后现象,并提高放电平台电压。