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SiC MOSFET雪崩可靠性验证实验平台研制
1
作者 刘冬 朱辰 +2 位作者 林超彪 任娜 屈万园 《实验科学与技术》 2025年第6期9-16,共8页
为满足碳化硅功率MOSFET器件雪崩鲁棒性性能评估与可靠性量化分析与测试的教学实验需求,自研SiC MOSFET可靠性验证实验平台。提出功率SiC MOFET器件驱动电路设计与应用方案,构建实验平台等效电路模型并进行参数仿真,设计、制作测试电路... 为满足碳化硅功率MOSFET器件雪崩鲁棒性性能评估与可靠性量化分析与测试的教学实验需求,自研SiC MOSFET可靠性验证实验平台。提出功率SiC MOFET器件驱动电路设计与应用方案,构建实验平台等效电路模型并进行参数仿真,设计、制作测试电路板并搭建整体实验平台。开展商用SiC MOSFET可靠性实验与研究,分析其性能失效前后的电流电压响应曲线,并研究不同感性负载对雪崩特性的影响,测试结果遵循功率MOSFET器件理论规律,验证了实验平台的可用性。该平台开放性强、功能可扩展、成本低,可用于功率器件教学实训和创新科研,为我国功率器件与芯片领域的卓越工程师培养提供试验平台。 展开更多
关键词 功率SiC MOSFET 雪崩鲁棒性 实验平台 电路设计 印制电路板
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基于氮化镓0.1µm工艺的W波段宽带低噪声放大器芯片
2
作者 陈岩 王维波 +5 位作者 王光年 陈忠飞 祁路伟 杨帆 张亦斌 吴少兵 《空间电子技术》 2025年第1期103-108,共6页
文章针对高速宽带无线通信系统、仪器仪表、汽车雷达、安检成像等领域对低噪声放大器的低噪声、高增益、大动态范围和高可靠性需求,研发了一款基于0.1µm氮化镓(GaN)低压工艺的宽带低噪声放大器芯片,可在W波段75GHz~110GHz全频带内... 文章针对高速宽带无线通信系统、仪器仪表、汽车雷达、安检成像等领域对低噪声放大器的低噪声、高增益、大动态范围和高可靠性需求,研发了一款基于0.1µm氮化镓(GaN)低压工艺的宽带低噪声放大器芯片,可在W波段75GHz~110GHz全频带内工作。通过链路分析结合管芯线性模型、非线性模型和噪声模型设计的低噪声放大器采用1∶1∶1∶2的级联推动比。通过电磁软件仿真,在确保较低功耗的同时,提高线性增益,并实现噪声系数和1 dB压缩点输出功率的良好匹配。对所设计的W波段低噪声放大器芯片进行在片测试和装盒测试,在漏极电压+5 V,栅极电压-0.7 V的测试条件下,静态工作电流为50 mA。实测结果表明,在75 GHz~110 GHz,小信号增益为21dB,噪声系数3.5dB。芯片的尺寸为2.3mm×1.5mm×0.05mm。所研制的W波段低噪声放大器芯片在保持优异噪声性能的同时实现了宽带高增益,为新一代毫米波通信系统及高端仪器仪表提供了关键器件支撑。 展开更多
关键词 W波段 宽带 0.1μm氮化镓 低噪声放大器
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功率晶体管从硅基到宽禁带半导体技术研究进展
3
作者 裴志军 《天津职业技术师范大学学报》 2025年第2期21-27,共7页
为实现高效电力电子系统,功率晶体管作为功率开关至关重要。理想开关特性功率晶体管的获取需要驱动功率器件在结构、物理、材料等方面的创新突破。文章在分析功率晶体管基本特性基础上,探讨了功率晶体管的技术进展,包括:功率双极晶体管(... 为实现高效电力电子系统,功率晶体管作为功率开关至关重要。理想开关特性功率晶体管的获取需要驱动功率器件在结构、物理、材料等方面的创新突破。文章在分析功率晶体管基本特性基础上,探讨了功率晶体管的技术进展,包括:功率双极晶体管(GTR)、功率MOS场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管(IGBT),到宽禁带(WBG)功率器件,如碳化硅SiC器件、氮化镓GaN器件,以及超宽禁带(UWBG)氧化镓Ga_(2)O_(3)器件。研究表明:在功率开关应用中,宽禁带WBG器件比硅器件具有更高的效率及更卓越的功率密度优势,应用前景良好。 展开更多
关键词 功率晶体管 绝缘栅双极晶体管 宽禁带 碳化硅 氮化镓 氧化镓
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氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)的原理、结构及应用场景研究 被引量：1
4
作者 余菲 曾启明 温泉 《深圳职业技术大学学报》 2025年第4期101-106,共6页
本文对氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)的原理、结构及应用场景进行了研究。通过分析氮化镓材料的能带结构、电子迁移率及耐压特性,揭示了其在高功率、高速度及高电压应用场景下的优势。提出了氮化镓HEMT的结构改进思路,包括晶格匹配、... 本文对氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)的原理、结构及应用场景进行了研究。通过分析氮化镓材料的能带结构、电子迁移率及耐压特性,揭示了其在高功率、高速度及高电压应用场景下的优势。提出了氮化镓HEMT的结构改进思路,包括晶格匹配、背部势垒等方法,以提高其载流子浓度及异质结寿命。同时,探讨了氮化镓HEMT在手机快速充电器、汽车充电器、飞机有源相控阵雷达等电子信息新技术领域的应用价值,指出了其在集成电路设计模型方面的不足,为未来研究提供了方向。 展开更多
关键词 氮化镓 高电子迁移率晶体管 集成电路 半导体器件
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室温晶圆键合的金刚石基GaN HEMT制备与性能 被引量：1
5
作者 张栋曜 周幸叶 +3 位作者 郭红雨 余浩 吕元杰 冯志红 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期468-472,共5页
GaN作为第三代宽禁带半导体材料,具有较大的自发极化系数和压电系数,可承受高功率密度,适用于高频、高温、大功率器件。随着GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)向小型化、大功率发展,散热问题已成为制约GaN功率器件性能提升的重要因素。高热导... GaN作为第三代宽禁带半导体材料,具有较大的自发极化系数和压电系数,可承受高功率密度,适用于高频、高温、大功率器件。随着GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)向小型化、大功率发展,散热问题已成为制约GaN功率器件性能提升的重要因素。高热导率(2000 W·m^(-1)·K^(-1))金刚石是一种极具竞争力的新型散热材料,在解决大功率器件的散热问题方面极具潜力。针对散热问题,采用室温晶圆键合工艺制备了金刚石基GaN HEMT,并对其进行了直流特性、微波功率特性和结温测试。与传统SiC基GaN HEMT相比,金刚石基GaN HEMT的漏源饱和输出电流增大了约5%,热阻从5.04 K·mm/W降低至3.78 K·mm/W,有利于提升器件性能、延长器件寿命。本文研究结果为突破GaN功率器件性能的发展瓶颈提供了实验基础。 展开更多
关键词 GAN 金刚石 微波功率 结温 散热能力
原文传递
基于人类视觉特性(HVS)的离散小波变换(DWT)数字水印算法 被引量：32
6
作者 叶闯 沈益青 +2 位作者 李豪 曹思汗 王柏祥 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2013年第2期152-155,165,共5页
伴随着计算机网络通信技术的蓬勃发展,数字媒体数据的交换和传输变得日益简单且快捷.数字水印技术是一项将数字、序列号、图像标志等版权信息嵌入到数字产品信息中,用来保护数字产品版权和认证来源及完整性的新型技术.提出了一种基于人... 伴随着计算机网络通信技术的蓬勃发展,数字媒体数据的交换和传输变得日益简单且快捷.数字水印技术是一项将数字、序列号、图像标志等版权信息嵌入到数字产品信息中,用来保护数字产品版权和认证来源及完整性的新型技术.提出了一种基于人类视觉特性HVS的小波域盲数字水印算法,通过借鉴人类视觉特性HVS算法思想自适应的嵌入水印信息,能够很好地达到水印嵌入透明性和鲁棒性的平衡.通过Matlab软件实验仿真,表明该算法具有较好的透明性和鲁棒性. 展开更多
关键词 数字水印 人类视觉系统 离散小波变换 可见图阈值(JND)
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超快速高压雪崩三极管器件研制 被引量：9
7
作者 刘忠山 杨勇 +2 位作者 马红梅 刘英坤 崔占东 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2009年第6期379-382,共4页
采用雪崩三极管MARX电路易产生亚纳秒导通前沿的高功率微波脉冲,可应用于激光LED驱动、超快脉冲前沿发生器和高速脉冲发生器等。介绍了雪崩三极管器件的工作原理及设计方法,采用针对雪崩模式工作的npn晶体管的特殊工艺设计,研制出了耐压... 采用雪崩三极管MARX电路易产生亚纳秒导通前沿的高功率微波脉冲,可应用于激光LED驱动、超快脉冲前沿发生器和高速脉冲发生器等。介绍了雪崩三极管器件的工作原理及设计方法,采用针对雪崩模式工作的npn晶体管的特殊工艺设计,研制出了耐压400V,脉冲电流达80A的雪崩三极管器件并已投入批量生产。给出了雪崩三极管MARX使用电路及测试结果,重复频率可达400kHz。器件采用金属管壳片式封装,具有可靠性高、易于级联使用等优点。 展开更多
关键词 雪崩三极管 二次击穿 负阻 MARX电路 超宽带
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1200V大容量SiC MOSFET器件研制 被引量：7
8
作者 刘新宇 李诚瞻 +3 位作者 罗烨辉 陈宏 高秀秀 白云 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2313-2318,共6页
采用平面栅MOSFET器件结构,结合优化终端场限环设计、栅极bus-bar设计、JFET注入设计以及栅氧工艺技术,基于自主碳化硅工艺加工平台,研制了1200V大容量SiC MOSFET器件.测试结果表明,器件栅极击穿电压大于55V,并且实现了较低的栅氧界面... 采用平面栅MOSFET器件结构,结合优化终端场限环设计、栅极bus-bar设计、JFET注入设计以及栅氧工艺技术,基于自主碳化硅工艺加工平台,研制了1200V大容量SiC MOSFET器件.测试结果表明,器件栅极击穿电压大于55V,并且实现了较低的栅氧界面态密度.室温下,器件阈值电压为2.7V,单芯片电流输出能力达到50A,器件最大击穿电压达到1600V.在175℃下,器件阈值电压漂移量小于0.8V;栅极偏置20V下,泄漏电流小于45nA.研制器件显示出优良的电学特性,具备高温大电流SiC芯片领域的应用潜力. 展开更多
关键词 碳化硅 MOSFET 栅极bus-bar JFET注入 大容量器件 低漏电 高温半导体
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基于全碳化硅功率组件的叠层母排优化设计研究 被引量：19
9
作者 朱俊杰 原景鑫 +2 位作者 聂子玲 徐文凯 韩一 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期6383-6393,共11页
为减小全Si C功率组件开关振荡,满足高功率密度对功率器件的应用要求。定量分析三相两电平拓扑叠层母排元器件布局关系,建立考虑自感和互感的叠层母排数学模型,基于数学模型计算单个电容和2个电容对应的母排回路杂散电感等效值,仿真分析... 为减小全Si C功率组件开关振荡,满足高功率密度对功率器件的应用要求。定量分析三相两电平拓扑叠层母排元器件布局关系,建立考虑自感和互感的叠层母排数学模型,基于数学模型计算单个电容和2个电容对应的母排回路杂散电感等效值,仿真分析3个电容以上对应的叠层母排回路杂散电感等效值。计算与仿真结果均表明,随着支撑电容数量的增加,回路杂散电感逐渐减小,并且一致性更好。通过分析各支路杂散电感,优化了直流母线端口布局;通过双脉冲实验验证了叠层母排优化后抑制开关振荡的效果。实验结果表明,虽然优化后的功率组件开关时间及开关损耗有所增加,但开关振荡得到有效抑制,能更好地满足高功率密度应用场合对安全性能的需求。 展开更多
关键词 叠层母排数学模型 全SiC功率组件 杂散电感 开关振荡
原文传递
基于R-SET结构的逻辑门电路和触发器设计 被引量：3
10
作者 章专 魏齐良 申屠粟民 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2013年第3期272-275,284,共5页
提出一种基于单电子晶体管的新型电路结构——R-SET结构,并从R-SET结构的反相器着手对该结构电路的工作原理和性能进行了分析.构造出基于R-SET结构的或非门、一位数值比较器、SR锁存器和D触发器.通过对各电路进行SPICE仿真,验证了各电... 提出一种基于单电子晶体管的新型电路结构——R-SET结构,并从R-SET结构的反相器着手对该结构电路的工作原理和性能进行了分析.构造出基于R-SET结构的或非门、一位数值比较器、SR锁存器和D触发器.通过对各电路进行SPICE仿真,验证了各电路的正确性.最后对R-SET和互补型SET 2种结构的D触发器进行性能比较,得出R-SET结构的D触发器具有结构简单,功耗低,延时小的特点. 展开更多
关键词 单电子晶体管 R-SET 反相器 或非门 触发器
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射频功率HBT热稳定性的一种新表征方法 被引量：4
11
作者 金冬月 张万荣 +2 位作者 谢红云 邱建军 王扬 《电子器件》 EI CAS 2006年第4期1168-1171,共4页
从热电反馈网络角度出发,在考虑到晶体管发射极电流随温度的变化、发射结价带不连续性(ΔEV)、重掺杂禁带变窄(ΔEg)及基极和发射极加入镇流电阻(RB和RE)等情况下,首次较全面地给出了功率晶体管热稳定因子S表达式。用该表达式可以很方... 从热电反馈网络角度出发,在考虑到晶体管发射极电流随温度的变化、发射结价带不连续性(ΔEV)、重掺杂禁带变窄(ΔEg)及基极和发射极加入镇流电阻(RB和RE)等情况下,首次较全面地给出了功率晶体管热稳定因子S表达式。用该表达式可以很方便、明了地对功率双极晶体管进行热稳定性分析。分析了镇流电阻对射频功率晶体管安全工作区以及S的影响。结果表明,功率异质结双极晶体管(HBT)热稳定性优于同质结双极晶体管(BJT),适当选取RB和RE可使S=0,使由器件本身产生的耗散功率而引起的自加热效应被完全补偿,器件特性得以保持,不因自热而产生漂移,这是同质结器件所无法实现的。 展开更多
关键词 异质结双极晶体管 热稳定因子 镇流电阻
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基于传输电压开关理论的单栅极SET电路设计 被引量：3
12
作者 章专 申屠粟民 魏齐良 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2012年第3期293-296,共4页
在分析了单电子晶体管(SET)的I-V特性后,通过对SET背景电荷的设置,使之具有类似PMOS或NMOS的电学特性;同时将传输电压开关理论引入到SET的电路设计中,并用单栅极SET实现了该理论的基本运算电路.随后以异或门和一位比较器为例,利用这些... 在分析了单电子晶体管(SET)的I-V特性后,通过对SET背景电荷的设置,使之具有类似PMOS或NMOS的电学特性;同时将传输电压开关理论引入到SET的电路设计中,并用单栅极SET实现了该理论的基本运算电路.随后以异或门和一位比较器为例,利用这些基本运算电路,进行了基于SET的开关级电路设计.最后,利用Pspice软件验证了所设计的电路逻辑功能正确,设计方法可行;电路的输入输出高低电平一致,具有良好的电压兼容性,易于级联.仿真结果表明,与基于互补结构设计的SET电路相比,基于开关级设计的SET电路具有结构简单、功耗低、延迟小的特点. 展开更多
关键词 单电子晶体管 传输电压开关理论 异或门 比较器
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基于热分析的电子元器件可靠性探讨 被引量：12
13
作者 钱俊锋 章云峰 +1 位作者 郑荣良 张荣标 《微计算机信息》 北大核心 2005年第11Z期161-163,共3页
介绍了温度对电子设备中一些常见元器件的性能影响。在一种车载电子设备的热设计过程中,根据实测结果分析了CPU、电源模块和外围电路元器件的温度特性,并结合热分析软件进行热优化设计,提高了系统的可靠性。
关键词 可靠性 温度特性 热优化设计
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具有高电流处理能力的多发射极条微波功率GeSi HBT 被引量：2
14
作者 沈珮 张万荣 +3 位作者 谢红云 金冬月 李佳 甘军宁 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期15-19,共5页
本文对多发射极条（指）微波功率GeSiHBT进行了设计、制造和测试，并就测试结果对电流处理能力进行了研究。实验结果表明，对20—80指的GeSiHBT，发射极单位长度的电流密度I0在1．67—1．06A／cm之间变化。随发射极条数的增加，I0逐渐... 本文对多发射极条（指）微波功率GeSiHBT进行了设计、制造和测试，并就测试结果对电流处理能力进行了研究。实验结果表明，对20—80指的GeSiHBT，发射极单位长度的电流密度I0在1．67—1．06A／cm之间变化。随发射极条数的增加，I0逐渐减少，分析认为这是由发射极条之间的热耦合引起有源区的温度非均匀分布而导致的。并且通过测试所得到的I0值，证明多指GeSiHBT可通过选择合适的发射极条数、条长和发射区面积获得更高的电流处理能力。 展开更多
关键词 锗硅异质结双极晶体管 热耦合效应 电流处理能力
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AD620仪用放大器原理与应用 被引量：33
15
作者 王树振 单威 宋玲玲 《微处理机》 2008年第4期38-40,共3页
介绍了AD620仪用放大器电路的主要特点,工作原理和应用范围。本文的目的是阐述什么是仪表放大器,它的工作原理怎样,如何使用它以及在何处使用它等基本问题。
关键词 特点 工作原理 仪表放大器
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室温工作的单电子晶体管研究 被引量：1
16
作者 方粮 池雅庆 +2 位作者 隋兵才 张超 仲海钦 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期25-28,共4页
由于具有低功耗、高速度、高集成度等优点,单电子晶体管成为最有前景的纳米电子功能器件之一。但是,由于结构上的特殊性,单电子晶体管只能在低温下正常工作,该特性限制了其实用化进程。因此,研究可在室温下工作的单电子晶体管具有重要... 由于具有低功耗、高速度、高集成度等优点,单电子晶体管成为最有前景的纳米电子功能器件之一。但是,由于结构上的特殊性,单电子晶体管只能在低温下正常工作,该特性限制了其实用化进程。因此,研究可在室温下工作的单电子晶体管具有重要意义。在分析单电子晶体管工作机理的基础上,计算了单电子晶体管室温工作的基本条件,并实验制备出了样片。测试结果表明,所制备的单电子晶体管可在室温下表现出库仑振荡等基本特性。该研究成果将为单电子晶体管的集成实用化打下良好的基础。 展开更多
关键词 单电子晶体管 室温单电子晶体管 纳米器件
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IGBT绝缘栅双极晶体管发展简述 被引量：9
17
作者 王树振 单威 宋玲玲 《微处理机》 2008年第2期41-43,46,共4页
简述了IGBT的发展概况,对比了国内外的发展现状,及国内外产品的技术特点与指标。同时,还指出了IGBT的优点,研究IGBT的重要性及其发展趋势。
关键词 绝缘栅双极晶体管 结构 现状 特点
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SiGe缓冲层对β-SiC(n)/c-Si(p)异质结特性的影响 被引量：1
18
作者 张彩珍 刘肃 +2 位作者 陈永刚 吴蓉 刘春娟 《兰州交通大学学报》 CAS 2008年第4期141-144,共4页
SiC/Si的界面特性严重影响着SiC/Si异质结的电学特性及光学特性.在β-SiC(n)/c-Si(p)异质结中引入Si Ge缓冲层,构造了Al/β-SiC(n)/Si Ge/c-Si(p)/Al典型的三明治异质结结构.对带有和不带Si Ge缓冲层的β-SiC(n)/c-Si(p)异质结的界面SE... SiC/Si的界面特性严重影响着SiC/Si异质结的电学特性及光学特性.在β-SiC(n)/c-Si(p)异质结中引入Si Ge缓冲层,构造了Al/β-SiC(n)/Si Ge/c-Si(p)/Al典型的三明治异质结结构.对带有和不带Si Ge缓冲层的β-SiC(n)/c-Si(p)异质结的界面SEM图像,正反向I-V特性曲线及QE作了对比研究,理论和实验均表明,Si Ge缓冲层的引入可以有效地改善β-SiC(n)/c-Si(p)异质结的界面特性,减少界面缺陷,从而提高异质结的反向击穿电压及整流比,展宽异质结光谱响应范围,提高量子效率QE,且使QE的峰值点发生明显红移. 展开更多
关键词 异质结 SiGe缓冲层 SEM QE
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双极RF功率管的深阱结终端 被引量：1
19
作者 周蓉 胡思福 +1 位作者 李肇基 张庆中 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期396-400,共5页
给出了双极 RF功率管新的深阱结终端结构 .模拟分析表明 ,具有优化宽度、优化深度且填充绝缘介质的深阱结终端结构能使雪崩击穿电压提高到理想值的 95 %以上 .实验结果表明 ,深阱结终端结构器件 DCT2 6 0的BVCBO为理想值的 94 % ,比传... 给出了双极 RF功率管新的深阱结终端结构 .模拟分析表明 ,具有优化宽度、优化深度且填充绝缘介质的深阱结终端结构能使雪崩击穿电压提高到理想值的 95 %以上 .实验结果表明 ,深阱结终端结构器件 DCT2 6 0的BVCBO为理想值的 94 % ,比传统终端结构器件高 14 % ;与传统结构相比 ,在不减小散热面积的情况下 ,该结构还减小集电结面积和漏电流 ,器件的截止频率提高 33% ,功率增益提高 1d 展开更多
关键词 双极RF功率管 深陆结终端 击穿电压 填充介质
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一种新的梳状基区RF功率晶体管 被引量：1
20
作者 周蓉 张庆中 胡思福 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期1197-1201,共5页
给出一种新的 RF功率器件结构 -梳状基区结构 .在不增加本征集电结面积的情况下 ,该结构能显著改善 RF功率晶体管散热特性 ,增大器件的耗散功率和输出功率 ,较好地缓解了传统结构中高工作频率与大输出功率之间的矛盾 .模拟分析表明 ,采... 给出一种新的 RF功率器件结构 -梳状基区结构 .在不增加本征集电结面积的情况下 ,该结构能显著改善 RF功率晶体管散热特性 ,增大器件的耗散功率和输出功率 ,较好地缓解了传统结构中高工作频率与大输出功率之间的矛盾 .模拟分析表明 ,采用该结构 ,器件的雪崩击穿电压能提高到理想平行平面结的 90 %以上 ,器件的大电流特性和频率特性也有所改进 .采用该技术制作的试验样管 DCT375同传统结构器件相比 ,其热电特性得到显著的改善 .这种结构为新型超高频、微波大功率管的研制开辟了新途径 . 展开更多
关键词 梳状基区 散热 雪崩击穿 RF功率晶体管
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