SiC MOSFET特性及其应用的关键技术分析

SiC MOSFET(silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)以其优越的特性受到国内外学者的广泛关注,采用SiC器件的变换器能够采用高的开关频率、适应高温工作,实现高的功率密度,在一些应用场合能够代替Si基高频开关器件而显著提高电能变换装置的性能。然而,SiC器件与Si器件存在较大的差异,在实际应用中直接替换使用会存在诸多的问题,例如提高工作频率后产生的桥臂串扰、电磁干扰EMI(electromagnetic interference)等问题。目前已有大量关于SiC MOSFET应用研究的文献,但大部分都是针对SiC MOSFET应用中个别问题的研究,尚缺少对SiC MOSFET应用研究成果的系统性归纳与总结的文献。首先基于对SiC MOSFET与Si MOSFET/IGBT(insulated gate bipolar transistor)的静态、动态特性的对比,总结出SiC MOSFET在实际应用中需要关注的重点特性;然后从SiC MOSFET建模、驱动电路设计、EMI抑制以及拓扑与控制方式的选择等方面对已有的研究成果进行归纳与评述;最后指出了SiC MOSFET在应用中所需要研究解决的关键问题。     

大功率IGBT串联电压不平衡机制研究

随着电力电子技术及其应用的快速发展,高压大功率换流器的应用越来越多。大功率绝缘栅双极晶体管（insulationgatebipolartransistor,IGBT1串联是实现高压大功率自换相换流器的一个重要基础。大功率串联IGBT运行中,最难解决的是串联IGBT之间的电压不平衡问题。为推进高压大功率换流器的研究,对大功率串联IGBT中器件间的电压不平衡机制进行了系统的研究。根据IGBT阀在串联运行时的主要静态、动态过程,结合IGBT自身的特性,得出了影响产生串联IGBT电压不平衡的各个因素,并对各个元件间的电压不平衡度进行分析,为进行串联IGBT电压平衡化的控制打下基础。     

基于IGBT芯片疲劳机理的关断时间可靠性模型

基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片疲劳机理,提出采用关断时间对IGBT健康状态进行监控的可靠性评估方法。采用理论分析与解析描述相结合的方法,建立了IGBT关断电流下降时间模型,进而通过研究IGBT关断时间特征量疲劳机理,建立了IGBT关断时间可靠性评估模型。仿真和实验验证了该模型的正确性与准确性。通过该模型可对IGBT的健康状况进行准确评估。     

基于IGBT的静止无功补偿器的研究

提出了基于IGBT的静止无功补偿器(SVC)的实现方案。对比传统的基于晶闸管的SVC的实现方法,叙述了基于IGBT的SVC的特点。分析了IGBT实现交流开关的不同方法。选择双IGBT串联型结构,实现交流开关。采用嵌入式系统,实现装置控制系统。最后,试验验证了设计的正确性。     

The instability of terahertz plasma waves in cylindrical FET

In this paper, the Dyakonov–Shur instability of terahertz (THz) plasma waves has been analyzed in gated cylindrical field effect transistor (FET). In the cylindrical FET, the hydrodynamic equations in cylindrical coordinates are used to describe the THz plasma wave in two- dimensional electronic gas. The research results show that the oscillation frequency of the THz plasma wave is increased by increasing the component of wave in the circumferential direction, but instability increment of the THz plasma wave are increased by increasing the radius of channel.     

基于斩波和动态元件匹配的CMOS集成温度传感器的设计

利用CMOS工艺下衬底型双极晶体管的温度特性,设计了一种精度较高的温度传感器。斩波技术和动态元件匹配技术的应用很好的提高了温度传感器的精度。文章对斩波和动态元件匹配技术进行了详细的分析。并采用HYNIX0．5μm混合信号工艺进行仿真和流片,仿真结果显示,该温度传感器精度为±0．4℃,工作的温度的范围-40℃～＋100℃。多个芯片实测结果表明：温度传感器精度为±0．7℃,功耗0．35mW,芯片面积是889μm×620μm。芯片输出为模拟电压信号,便于后续电路进行采集。该温度传感器已经成功用在消费类电子产品中。     

提高MOS功率晶体管封装可靠性技术研究

功率MOS晶体管的正向导通电阻是器件的重要指标,严重影响器件的使用可靠性。从封装材料、封装工艺等方面论述功率MOS管降低导通电阻、控制空洞、提高器件可靠性的封装技术,并通过一些实例来阐述工艺控制的效果。     

双向负阻晶体管张弛振荡器分频锁相特性的研究

本文用简单模型描述了双向负阻晶体管(BNRT)张弛振荡器在周期冲激作用下的分频锁相特性。对于任何分数p/q,给出了在参数空间中分频锁相区的普遍的分析表达式。对于BNRT张弛振荡器进行了分频锁相实验,实验结果与计算相符,说明理论分析是正确有效的。     

A solvent-free lift-off method for realizing vertical organic transistors with low leakage current and high ON/OFF ratio

A solvent-free lift-off method has been introduced to fabricate the aluminum nano-hole array with diameter down to 80 nm as the base electrode for a vertical organic transistor. The imprinted vertical organic transistor exhibited base leakage current density as low as 5 × 10⁻⁵ mA/cm² and high ON/OFF current ratio as high as 10⁵.     

Improvement of n-type OTFT electrical stability by gold electrode modification

N-type organic thin film transistors (OTFT) containing modified gold electrodes have been fabricated to investigate the influence of the self assembled monolayer on the transistor characteristics. We report on the effect of drain/source modification by thiol derivatives on the performances, electrical parameters uniformity and electrical stability of C₆₀ transistors. In the literature, electrical instability is often attributed to organic semiconductor (OSC), OSC-insulator interface and insulator. We found here that OSC-metal interfaces affect dramatically the operational stability for bottom gate/bottom contact structure. These effects have been attributed to morphological evolution at the interface metal-OSC induced by the self-assembled monolayers.