Novel wide band-gap polymer utilizing fused hetero-aromatic unit for efficient polymer solar cells and field-effect transistors

Novel wide band-gap polymer of PBTFT containing dibenzosexithiophene-alt-bithiophene backbone was designed and synthesized via the Stille cross-coupling reaction. This polymer exhibited good thermal stability, well coplanar backbone and a broad absorption band from 350 nm to 610 nm with a wide optical band-gap of 2.02 eV. The polymer solar cells (PSCs) based on the PBTFT:PC₇₁BM active layer showed the power conversion efficiency of 3.0% with an open circuit voltage of 0.70 V, a short-circuit current of 7.94 mA cm⁻² and a fill factor of 53.98% under the illumination of AM.1.5, 100 mW cm⁻². Holes mobility up to 0.028 cm² V⁻¹ s⁻¹ with an on-off ratio of 1.0 × 10⁶ was obtained in the PBTFT-based organic field-effect transistors (OFETs). Our work indicates that the dibenzosexithiophene-alt-bithiophene based copolymer can be efficiently applied in PSCs and OFETs.     

宽带单片低噪声放大器的增益温度补偿

分析了PHEMT的增益-温度特性和漏电流-温度特性,发现PHEMT增益和漏电流都是随温度的升高而降低,并发现了一定栅宽的PHEMT在大于某一频率时,其增益受温度变化较小的原因.提出了两种自动温度补偿的方法,并分析了每种方法的温度补偿原理.串联源电阻的温度补偿可使PHEMT的漏电流基本保持不变,在一定程度上能降低温度对增益的影响.而自动栅压温度补偿则是强温度补偿,它可随温度的升高,自动提高栅极电压,提高PHEMT的跨导,从而大大减少温度对增益的影响,达到温度补偿的目的.把这两种自动温度补偿的方法结合应用到宽带低噪声放大器中,发现补偿效果良好.试验发现温度补偿后,温度从-55℃~+85℃时和-55℃~+125℃时,放大器的增益在6GHz时的降差分别减小了60%和51%,较大地改善了放大器的温度-增益性能.     

GTR实现的电子型负电阻的原理及其应用实验

在电力系统动态物理模拟中,为使模拟同步发电机的励磁绕组的时间常数等于原型同步发电机励磁绕组的时间常数,需要通过串接负电阻来进行补偿。借鉴线性稳压电源的工作原理,设计了利用功率三极管GTR实现的大功率电子型负阻器,并详细介绍了其设计电路和工作原理。通过实验,研究了其静态和动态特性。结果表明所研制的电子型负阻器线性度好,动态响应快。励磁系统动态特性模拟的应用实验进一步表明,所研制的负阻器的阻值可调范围大,运行稳定性高,尤其在高补偿度工况下不会产生自激现象等。     

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.     

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。     

有源箝位技术在低压大功率变频器中的应用

变频器在工作过程中,电路中因杂散电感与负载电感的作用,使晶闸管(IGBT)在关断大电流时将在其c、e两端产生很高的浪涌尖峰电压,一旦尖峰电压高于IGBT的耐压限制时,便会造成IGBT击穿损坏。为有效保护IGBT,介绍一种采用有源箝位技术抑制IGBT关断瞬间电压尖峰的方法。通过相关实验,验证了该方法的可行、有效性,并在现场得到了成功的应用。