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关键词： 碳化硅MOSFET   栅极泄漏电流   栅源极失效   栅源极短路   判定方法  

摘要： 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET)的短路坚固性是影响器件在高压高频功率变换领域应用的关键问题。在传统的碳化硅MOSFET栅源极短路研究中,依据器件关断后的波形中栅源极电压u GS的上升判定是否发生短路失效。首先分析了这种传统的栅源极短路判定方法,指出其存在的u GS上升不明显问题将导致判定结果不准确。进而通过对碳化硅MOSFET栅源极短路的失效机理进行分析,提出了基于碳化硅MOSFET的静态参数——栅极泄漏电流IGSS的栅源极失效判定方法。然后搭建了碳化硅MOSFET短路实验平台,通过测量短路过程中IGSS的变化情况验证了所提出的判定方法的有效性及可行性。最后对比了2种判定方法的参数灵敏度、短路耐受时间和临界短路能量。结果表明,相比于传统判定方法,所提出的栅源极失效判定方法灵敏度提高了7倍以上,能够更准确地识别碳化硅MOSFET是否发生栅源极失效。上述分析有利于在实际应用中准确识别短路故障后器件的损坏状态,进而提高碳化硅MOSFET在高压应用中的可靠性和经济性。

关键词： 碳化硅场效应晶体管   单粒子效应   槽栅型结构   电热反馈  

摘要： 利用TCAD Sentaurus模拟仿真软件,研究分析了三种不同结构的槽栅型1200 V SiC MOSFET单粒子响应特性,器件包括传统单沟槽MOSFET、双沟槽MOSFET和非对称沟槽MOSFET结构。仿真结果表明,双沟槽MOSFET的抗单粒子特性优于其它两种结构器件。通过分析可知,双沟槽MOSFET结构的优越性在于有较深的源极深槽结构,有助于快速收集单粒子碰撞过程产生的载流子,从而缓解大量载流子聚集带来的内部电热集中,相比其它两种结构能有效抑制引起单粒子烧毁的反馈机制。

关键词： 物理电学   欧姆定律   电流表   电压表   闭合电路   伏安法   备考   测量方法  

摘要： 测量电源电动势和内阻实验是高中物理电学内容中非常重要的实验之一,测量的原理是闭合电路的欧姆定律,教材中提供的基本方案是利用一个电压表和一个电流表的伏安法完成测量,利用图像法处理实验数据,而笔者在教学过程中发现采用两只电流表或两只电压表也可完成电源电动势和内阻的测量,即“安安法”和“伏伏法”,本文分别采用四种方法对“安安法”和“伏伏法”测得的实验数据进行处理分析,并在同一坐标系中呈现出不同测量方法所对应的图线,帮助学生深刻理解这两种测量方法的原理,提高备考的效率。

关键词： 教材逻辑   学科逻辑   认知逻辑   教学逻辑   闭合电路的欧姆定律  

摘要： 教学逻辑的合理性是教师教学有效性的重要指标。基于课程标准,从物理学科逻辑、学生认知逻辑和教师教学逻辑三个方面对新旧人教版教材中“闭合电路的欧姆定律”一节的教材逻辑进行宏观和微观分析,探讨更清晰合理的教学逻辑,以提高课堂教学的有效性。

关键词： 功率模块   封装技术   杂散电感   并联均流   源极互连  

摘要： 采用多芯片并联的方法可提高SiC MOSFET功率模块的应用电流等级,但由于并联支路的杂散参数差异导致流过各并联芯片的电流不一致,这将影响功率模块的可靠性。建立了典型的三芯片并联半桥模块电路模型,分别改变功率回路和驱动回路的杂散参数并计算其不均衡度,使用双脉冲测试方法测试相应的开、关电流,计算其电流不均衡度。研究了模块内部各杂散参数对多芯片并联均流能力的影响,结果表明,功率模块的瞬态均流能力受源极电感影响较大,稳态均流能力受杂散电阻影响较大。提出了一种基于芯片源极互连降低并联均流不均衡度的方法,仿真结果表明该方法可有效降低源极参数对多芯片并联均流能力的影响。

关键词： 科学实践   科学探究素养   闭合电路欧姆定律   探究学习情境  

摘要： 国际科学教育关于科学本质的认识,经历了科学作为知识到科学作为探究,再到科学作为实践的发展过程,并明确了科学实践中的关键活动.研究发现:我国最新制定的物理课程标准中提出的科学探究素养在构成要素和意蕴主张层面与科学实践基本一致,可以认为物理科学探究素养正是物理教学对科学实践本质的具体回应.因此,建议将科学探究素养回归到科学实践本质的国际视域下进行理解、探视和培育.

关键词： MOSFET   瞬态脉冲热阻   栅极电压   瞬态双界面法  

摘要： 半导体器件正不断朝高功率、高电压、大电流方向发展,随之而来的是高功率带来的发热和散热难题。现以MOSFET作为研究对象,对瞬态热阻进行测量与分析,研究MOSFET瞬态热阻在不同栅极电压下的变化规律。实验结果表明,MOSFET瞬态热阻随栅极电压VGS绝对值的增大而减小,但对于不同的器件,热阻减小的幅度不同。通过分析得到引起上述现象的原因在于,当栅极电压变化时,沟道和漂移区的物理尺寸发生变化,从而对热流的扩散长度产生影响,改变了通道的导通电阻分布,并且导电通道内的峰值温度点会发生变化。

关键词： 交变电流   发光强度   有效值   光电传感器  

摘要： 利用光敏传感器来检测小灯泡通入交流电和直流电的发光强度,通过两次小灯泡的发光亮度相同来替代传统教材中的热量相同,从而可以得出发光亮度相同交流电与直流电做功等效的结论.本实验装置设计新颖,操作简单,可视性强,误差更小,为学生对正弦式交变电流的峰值和有效值之间的关系的理解提供较大的帮助.

关键词： microwave wireless energy transmission   quantum structure   GeSn   MOS rectification  

摘要： The design strategy and efficiency optimization of a Ge-based n-type metal-oxide-semiconductor field-effect transistor(n-MOSFET)with a Si_(0.14)Ge_(0.72)Sn_(0.14)-Ge_(0.82)Sn_(0.18)-Ge quantum structure used for 2.45 GHz weak energy microwave wireless energy transmission is *** quantum structure combined withδ-doping technology is used to reduce the scattering of the device and improve its electron mobility;at the same time,the generation of surface channels is suppressed by the Si_(0.14)Ge_(0.72)Sn_(0.14) cap *** adjusting the threshold voltage of the device to 91 mV,setting the device aspect ratio to 1μm/0.4μm and adopting a novel diode connection method,the rectification efficiency of the device is *** simulation by Silvaco TCAD software,good performance is displayed in the transfer and output *** a simple half-wave rectifier circuit with a load of 1 pf and 20 kΩ,the rectification efficiency of the device can reach 7.14%at an input power of-10 dBm,which is 4.2 times that of a Si MOSFET(with a threshold voltage of 80 mV)under the same conditions;this device shows a better rectification effect than a Si MOSFET in the range of-30 dBm to 6.9 dBm.

关键词： SiC MOSFET   并联   均流   均温  

摘要： 为了解决SiC MOSFET并联产生的不均流问题,降低并联器件的温度差异性对均流的影响,通过采用均温板的方案,减小了并联器件的温度差异性。当采用0.5 mm的均温板后,通过试验得到的并联器件之间的最大温差仅为1.83 K,验证了该均温方案的有效性。