基于拉依达准则的MMC子模块开路故障定位

模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)凭借模块化结构等优点,被广泛应用于高压大功率输电领域。MMC含有大量子模块(submodule, SM),SM的开关器件故障是影响MMC可靠性的关键问题之一。其中SM开路故障不易及时检测,威胁系统正常运行,为此提出一种基于拉依达准则的SM开路故障定位方法。首先,对SM开路故障进行故障特性分析,根据SM开路故障会引起SM电容电压的异常变化,应用拉依达准则进行判别。其次,计算同桥臂内SM电容电压的均值和3倍标准偏差来构造一个置信区间,通过判断SM电容电压是否超出置信区间且持续一定时间来检测并定位发生开路故障的SM。该方法不需要额外传感器,不用建立精确数学模型,不用手动设置经验阈值,算法较为简单。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建三相MMC系统仿真,并在实验室搭建单相MMC实验平台对该方法进行验证。仿真和实验结果表明,基于拉依达准则的SM开路故障定位方法能够快速有效地定位出发生开路故障的SM。     

基于SOI材料制造新型磁敏三极管

阐述了基于SOI材料制造新型磁敏三极管的设计原理和制造工艺。构成新型磁敏三极管的复合区采用MEMS中的各向异性腐蚀技术进行设置,给出了这种复合区的复合机理。实验结果表明,此种三极管具有磁灵敏度高、噪声低和可靠性高的特点。     

基于ATmega128L的高精度数控恒流源

介绍一种以单片机ATmega128L控制模块为核心的高精度数控恒流源,该恒流源以大功率达林顿管为调整管加反馈电路来实现恒流输出,利用PWM占空比与PWM经过电容滤波后的平均电压值成正比的特性来实现D/A转换.由键盘输入需要的电流设定值,并通过显示器进行显示.本系统的输出电流范围为0～2 000mA;当输出电压在10V以内变化时,输出电流变化的绝对值小于输出电流值的0.1% 1mA.为了提高系统的稳定性,在系统中加入了过流保护电路、延时软启动保护电路和电压保护电路.     

Structural and electrical characteristics of high-κ Er2O3 and Er2TiO5 gate dielectrics for a-IGZO thin-film transistors

In this letter, we investigated the structural and electrical characteristics of high-κ Er₂O₃ and Er₂TiO₅ gate dielectrics on the amorphous indium-gallium-zinc-oxide (a-IGZO) thin-film transistor (TFT) devices. Compared with the Er₂O₃ dielectric, the a-IGZO TFT device incorporating an Er₂TiO₅ gate dielectric exhibited a low threshold voltage of 0.39 V, a high field-effect mobility of 8.8 cm²/Vs, a small subthreshold swing of 143 mV/decade, and a high I_on/I_off current ratio of 4.23 × 10⁷, presumably because of the reduction in the oxygen vacancies and the formation of the smooth surface roughness as a result of the incorporation of Ti into the Er₂TiO₅ film. Furthermore, the reliability of voltage stress can be improved using an Er₂TiO₅ gate dielectric.     

基于柔性掩膜板制备半导体场效应管

为克服传统制备半导体场效应晶体管（FET）过程中存在的材料损伤、对准精度受限、电极转移难度大和成本高昂等缺陷,提出了一种基于柔性掩膜技术的半导体FET制备方法。利用紫外光刻技术制作柔性掩膜板,直接捞取并加热蒸干固定掩膜板,采用离子束溅射法沉积金属,并通过将半导体CdSe纳米带转移到电极上,获得了N沟道耗尽型FET,证实了器件的功能性和此方法的可行性。此技术成本低廉,且材料损伤小,为制备集成半导体器件提供了一种新的思路。     

晶闸管CO2焊机的新型同步及触发电路

所论述的同步及触发电路，基于主电路结构特点设计，克服了传统同步及触发电路的不足，引用新的器件设计电路。该电路结构简单、稳定、精度高，通过具体的试验对电路设计进行的验证。说明该电路在工程实际应用中是非常实用的。     

封装键合点对IGBT UIS失效的影响研究

为了解决绝缘栅双极型晶体管在实际应用当中的典型关断失效问题,对其在电感无钳位开关条件下的电压应力、电流应力、雪崩能力以及失效模式进行了研究。基于电感无钳位开关测试电路,着重探讨了UIS条件下IGBT的击穿机理。封装打线时将铝线分别键合于多个IGBT芯片发射极的不同部位,并基于自主搭建的测试平台,对该批初步封装的IGBT芯片进行了电感无钳位开关条件下的应力测试。最后提出了封装改进建议,避免封装键合点对于IGBT UIS失效的影响。实验结果表明:封装焊线在IGBT发射极金属所引入的横向电阻会导致IGBT芯片的并联元胞等效电阻不均匀,并使电流更易集中于封装键合点附近,最终导致IGBT芯片在UIS条件下的失效点均位于铝线键合点附近。     

一种低寄生电感IGBT半桥模块

针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)半桥模块的寄生电感在实际应用中会引起芯片过电压及较大的关断损耗、电磁干扰等问题,设计了一种采用新型芯片布局方式的模块结构。设计中考虑了半桥模块在电力电子电路中的工作方式与模块内部各元件的工作状态,分析了通路寄生电感的作用机理,将工作在同一换流回路中的各元件放置在一起,减小了模块内部换流通路的长度,从而减小了其带来的寄生电感值。为保证功率模块封装的兼容性,制作了具有相同封装尺寸的传统商用型IGBT半桥模块与采用了新型芯片布局方式的IGBT半桥模块,搭建了电感测试电路对制作完成的两种模块进行公平地测试比较。实验结果表明,在模块和外部电路接口不变的情况下,新型模块的寄生电感比传统型减少了35%。     

有源电力滤波器故障诊断系统的设计

针对有源电力滤波器APF（active power filter）中IGBT故障监测的问题,对IGBT及其驱动模块的故障进行了分析,对故障特征与故障检测电路进行了研究,设计了一种基于LabVIEW的故障诊断系统.通过对APF故障特征的归纳,设计了IGBT及其驱动模块的故障检测电路,并将IGBT故障运行与正常运行的时序图进行了对比分析,最后利用LabVIEW上位机对APF故障诊断系统进行了测试.实验结果表明,该诊断系统能对APF故障进行检测,并可有效识别IGBT故障的位置.     

MEMS工艺制备pH-ISFET/REFET功能膜研究

微电子技术的快速发展,促使硅基传感器向着集成化、微型化、可批量加工方向发展.对于pH-ISFET集成芯片而言,如何以MEMS工艺制备性能优良的pH功能膜,是其发展的关键.目的：以适合批量加工的MEMS工艺研制pH功能膜;方法：在小尺寸集成芯片的基础上,以MEMS工艺分别制备Ta2O5材料的pH敏感膜,PTFE材料的pH钝化膜;结果：在pH1～12范围内,Ta2O5膜pH-ISFET对H＋的灵敏度达56mV/pH,PTFE膜REFET对H＋的响应仅为0.13mV/pH;结论：采用MEMS工艺,可对以标准CMOS技术加工的ISFET集成芯片系统,进行后续加工,从而实现传感器芯片系统的全过程批量加工.