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关键词： 高中物理   闭合电路   欧姆定律  

摘要： 闭合电路欧姆定律是高中电学的重要内容,是解决电学实验问题的基础,也是分析电路动态问题的重要工具.本文以例题的形式给出基于闭合电路欧姆定律的电路动态分析方法,探讨运用程序法、结论法和极限法快速处理电路动态问题的思路.

关键词： 晶体管   开关振荡   寄生参数   电路模型  

摘要： 此处分析了不同封装结构碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)在开关过程中振荡的产生原因和影响因素。首先建立简化电路模型,准确计算出开关稳态后电压振荡的时域表达式,该电路模型考虑了器件的相关性能参数、器件和电路中的寄生参数。其次通过Matlab软件对模型中的时域表达式进行波形拟合。最后搭建了双脉冲测试平台,实验验证了模型的精确性,也具体量化了不同参数对开关振荡的影响。

关键词： 总剂量   单粒子烧毁   单粒子栅穿   MOSFET   Trench  

摘要： 由于Trench结构在降低元胞单元尺寸、提升沟道密度和消除JFET区电阻等方面的优势,Trench型MOSFET已广泛应用于低压产品领域。在研究抗辐射机理和抗辐射加固技术的基础上,设计了一款新型抗辐射Trench型N30VMOSFET器件。实验结果显示,产品击穿电压典型值达42V,特征导通电阻为51mΩ·mm^(2)。在^(60)Co γ射线100krad(Si)条件下,器件阈值电压漂移仅为-0.3V,漏源漏电流从34nA仅上升到60nA。采用能量为2006MeV、硅中射程为116μm、线性能量传输(LET)值为75.4MeV·cm^(2)/mg的^(118)Ta离子垂直入射该器件,未发生单粒子事件。

关键词： 碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管模块   封装结构设计   静态特性   动态特性   连续运行实验  

摘要： 为满足当前新型电力系统中电能变换装备对器件高压、大容量、工作频率高、开关损耗低的需求,文中自主研制一款国内最高功率等级的6.5 kV/400 A碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET)模块,并对其电气特性开展研究。首先,对模块的电路与封装结构进行设计,通过热仿真和阻抗测量手段,对所研制模块的热特性以及回路寄生参数进行分析;其次,对所研制的模块开展常温(25℃)及高温(150℃)下的静态、动态特性测量。测量结果表明,在常温、高温条件下,模块的阻断漏电流与栅源极漏电流微小,且开关损耗维持一致,具备较好的耐高温特性。同时,相较于同电压电流规格的硅绝缘栅双极型晶体管器件,模块开关损耗可降低72%以上。最后,搭建碳化硅器件连续运行工况实验平台,模拟器件在换流装备中的实际运行工况,对模块进行半桥正弦脉宽调制逆变连续运行实验。连续运行实验结果表明,该模块在电压3600 V、器件电流峰值280 A条件下连续运行1h无异常,初步验证模块具备工程应用能力。研究可为高压碳化硅MOSFET的研制及工程应用提供一定支撑。

关键词： 欧姆定律   闭合电路   电阻箱   高频考点   伏安法   电动势   电流表   电压表  

摘要： 测电源的电动势E与内阻r是高考中一个高频考点实验,该实验的基本原理是闭合电路的欧姆定律,但闭合电路的欧姆定律的数学表达式有几种不同的表达形式,应用闭合电路的欧姆定律不同的表达式该实验有不同的设计方案。因此该实验在电路设计、数据处理、结果求解、误差分析等有许多的创新演变,如在基本方法伏安法(V-A法)的基础上,若无电流表或电压表但有电阻箱时则演变出安阻法(A-R法)与伏阻法(V-R法);若给出的电表量程不合适时,可将电表改装或扩大其量程。

关键词： 金属氧化物半导体场效应管   电磁脉冲   阈值电压   跨导   迁移率  

摘要： 针对电力应用场景中电磁脉冲导致芯片性能异常退化、芯片内MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等器件失效机理不清晰等问题,本研究采用幅值和宽度分别为8 V和100 ns的TLP(Transmission Line Pulse)脉冲施加至5 V NMOS器件栅氧层,测量了不同脉冲循环次数下器件输出特性曲线I d V d和转移特性曲线I d V g,通过分析不同TLP脉冲条件下跨导的变化规律研究了阈值电压和载流子迁移率随TLP脉冲个数的退化规律。研究结果表明,相同漏电压V d和栅极电压V g下,器件漏电流I d随TLP脉冲次数的增加而升高;TLP脉冲导致阈值电压V T降低显著,施加20000次TLP脉冲后V T降低约25.66%;TLP脉冲造成器件阈值电压的变化量呈指数升高,通过拟合指数为0.11~0.15;TLP脉冲对沟道内载流子迁移率的影响不明显。

关键词： 碳化硅金属半导体氧化物场效应管(SiC MOSFET)   栅氧老化   栅极振荡   在线状态监测  

摘要： 栅氧老化问题已成为制约碳化硅(SiC)金属半导体氧化物场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)可靠性的关键因素,该文尝试利用SiC MOSFET高速开关在变换器中引起的高频开关振荡获取栅氧状态信息,重点研究栅氧老化对开通瞬态栅极高频振荡特性的影响。首先,分析SiC MOSFET栅氧老化机理及其对器件开通时间的影响。然后,建立开通瞬态栅极回路分阶段高频等效电路模型,揭示SiC MOSFET栅极开通振荡电流的形成机理和影响因素。最后,通过33 V高压栅偏加速老化实验进行验证。研究结果表明,随着栅氧老化程度的加深,SiC MOSFET阈值电压会逐渐增加而开通速度变慢,导致栅极开通振荡电流显著减小(约28%)。该文的工作有望为SiC MOSFET栅氧老化在线监测提供一种新的思路。

关键词： 创新型系   系列演示实验   自制教具  

摘要： 文章以《闭合电路的欧姆定律》一课作为创新型实验教学改革对象,[1]采用系列演示实验层层递进的教学方法,以问题为导向,一步步引导学生思考,自制教具将实验现象、结论、规律结合融入到本节课的理论教学中。结合实验探究过程,通过观察物理现象,带领学生分析并一步步观察到实验现象背后的本质规律,引导学生自主思考并进行实验假设以及对于过程进行逻辑推理,欲培养一批具有科研创新思维、科学素养达标的中学生,以期探索具有物理学科特色的教学模式。

关键词： 槽型场效应管   总剂量电离效应   阈值漂移   低剂量率  

摘要： 基于抗辐射100V Trench型N-Channel MOSFET开展了不同剂量率的总剂量辐射实验并进行了分析,创新性提出了器件随低剂量率累积以及不同偏置状态下的变化趋势和机理,给出了器件实验前后的转移曲线和直流参数,进行了二维数值仿真比较,证明了实验和仿真的一致性。研究表明:随高剂量率的剂量增加,器件阈值电压(V_(TH))发生了明显负向漂移现象,导通电阻(R_(DSON))出现5%左右的降低,击穿电压(BV_(DS))保持基本不变;低剂量率下总剂量效应与高剂量率有明显不同,阈值电压漂移量减小,同时出现正向漂移现象;此时导通电阻(R_(DSON))和击穿电压(BV_(DS))较高剂量率变化量进一步下降。研究认为,低剂量率下器件界面缺陷电荷增加变多,使得阈值电压的漂移方向发生改变,同时低剂量率实验周期是高剂量率的500倍,退火效应也较高剂量率的明显,导致器件参数辐射前后差异性减小。

关键词： 核心素养   初中物理   实验教学   欧姆定律  

摘要： 在当前教育体系之下,对于学生核心素养的培育日益重视,对于初中物理教学来说,实验教学是其中的重要组成部分。对于帮助学生理解抽象的物理知识,增强对物理学科的学习兴趣,提升物理学习实效有着重要意义。文章具体结合了欧姆定律,分析如何基于核心素养的教育要求开展初中物理实验教学,具体从情境导入,科学探究,精讲点拨,总结评价四大方面展开论述,希望为相关人员提供一定的参考。