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关键词： 直流接地   异极窜电   绝缘监测   回路电流法  

摘要： 针对某500kV变电站直流接地叠加多点窜电典型故障,阐述直流系统多重复杂故障查找过程。根据系统拓扑结构和绝缘监测原理,利用等效电路法和回路电流法对异极窜电进行建模分析,为直流系统缺陷分析提供理论参考。通过归纳直流系统接地、窜电隐患点的典型特征,为直流系统故障分析及运维检修提供支撑。

关键词： 碳化硅   驱动电路   有源钳位保护   退饱和保护   双脉冲测试  

摘要： 随着碳化硅功率器件技术的不断发展,碳化硅功率器件发展优势明显,将逐步成为未来主流功率半导体器件。多家公司推出了多款碳化硅MOSFET,但是对于高压应用的碳化硅MOSFET驱动产品还处于半空白状态。文章针对A公司FF11MR12W1M1B11型碳化硅模块的驱动进行了研究与设计,在满足碳化硅驱动电流的基础上,增加了有源钳位保护、退饱和保护、故障信号反馈功能。有源钳位保护电路中具有动态有源钳位设计,在MOSFET关断时,降低嵌位电压来快速保护MOSFET,静态时抬高嵌位电压防止误动作。退饱和保护电路检测到故障后可迅速关闭驱动,并将故障信号进行反馈。通过双脉冲测试,验证了文中设计的驱动板功能,对FF11MR12W1M1B11型碳化硅模块在后续项目中的应用具有重要意义。

关键词： 栅极驱动器   功率MOSFET   意法半导体   半桥   电气隔离   IGBT   无缝集成   安全控制  

摘要： 意法半导体(下文为ST)的功率MOSFET和IGBT栅极驱动器旨在提供稳健性、可靠性、系统集成性和灵活性的完美结合。这些驱动器具有集成的高压半桥、单个和多个低压栅极驱动器,非常适合各种应用。在确保安全控制方面,STGAP系列隔离栅极驱动器作为优选解决方案,在输入部分和被驱动的MOSFET或IGBT之间提供电气隔离,确保无缝集成和优质性能。

关键词： SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)   有限元模型   电-热-结构耦合   键合线失效   焊料层失效  

摘要： 作为应用前景广阔的功率器件,SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的可靠性分析至关重要。基于结构几何、材料特性和边界条件的建模方法可以显著缩短失效分析周期。考虑器件电阻随温度变化的特性,构建电-热-结构耦合的有限元模型,针对健康状态及不同失效模式进行温度和应力研究。结果表明,功率循环过程中键合线与芯片连接处受到的热应力最大,焊料层与芯片接触面的边缘位置次之;键合线失效对器件寿命影响最大,且焊料层中心空洞产生的应力大于边缘空洞产生的应力。仿真结果可为提升器件可靠性提供重要参考。

关键词： 固态Marx驱动电路   负压偏置   快速导通   纳秒脉冲  

摘要： 设计了一款用于全固态Marx发生器的半导体开关驱动电路。该驱动电路输出侧采用储能电容与P-N双MOSFET管结构,可完成对固态Marx脉冲发生器功率回路开关管快速同步的导通关断控制,并具有死区时间调节与负压关断功能。此外,该驱动电路配合串芯磁环二次侧反向接线方案,可实现用同一信号对功率回路充、放电两路开关管的控制。实验证明,采用该款驱动电路的半桥型全固态Marx脉冲发生器可稳定输出幅值24 kV的脉冲方波,输出脉宽可在300 ns~10μs之间自由调节,上升沿和下降沿均在40 ns以内。

关键词： 碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管   串联   有源箝位   均压控制  

摘要： 功率器件串联技术是实现高压应用的有效途径之一,而串联应用的主要制约因素是串联器件之间的动态均压问题。该文针对不均压条件下串联器件的关断行为进行了理论分析,探究不均压的产生机理,提出一种基于有源箝位技术的碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管串联均压有源驱动,其利用有源箝位电路检测串联器件之间的电压不均衡,并箝位电压尖峰,通过反馈控制器件栅极电荷及开关瞬态行为实现均压。该方案不存在不均压的调节周期,即使在交变负载下依然能在每一个开关周期的关断时间内实现均压控制。此外,该文还详细介绍所提出方案的电路原理和参数设计过程,并通过试验验证该方案均压控制效果的有效性。结果表明,所提出方案具有有源箝位电路拓展性强的特点;是独立于原有栅极驱动电路的辅助电路,适用性强;且控制电路结构简单,无需可编程逻辑芯片和额外的信号隔离。

关键词： 可靠性   热载流子注入(HCI)   轻掺杂漏极(LDD)   器件退化   寿命预测  

摘要： 集成电路器件密集化导致电场梯度增大和电流密度集中,加剧了热载流子效应,电热性能退化。本文聚焦热载流子注入(Hot carrier injection, HCI)效应对器件可靠性的影响问题,通过研究N型轻掺杂漏极金属氧化物半导体场效应晶体管(N-type lightly doped drain metal-oxide-semiconductor field effect transistor, LDD NMOSFET)的寿命试验,深入分析了中栅应力区HCI对器件关键电学参数的影响,并与低栅应力区的退化模式进行了对比。结果表明,线性漏极电流的退化率高于饱和漏电流,但退化幂律小于饱和漏电流;在相同应力下不同电学参数的退化率不同,其中最大跨导的退化率最高。基于测试数据构建了LDD NMOSFET电学参数随应力时间变化的关系,提取模型参数,确定了寿命预测模型,并外推出了不同应力电压下的器件寿命。

关键词： 电场耦合   SiC MOSFET   电压测量   抗扰   侵入电容  

摘要： 功率器件作为电能变换的核心,准确测量其开关电压可以优化器件的开关行为,评估器件的开关损耗,为功率转换系统的设计提供重要指导。以SiC MOSFET为代表的宽禁带半导体器件具有高速开关特性,传统商用电压探头难以同时满足低侵扰、强抗扰、高带宽与小体积的测量要求,因此提出了一种基于电场耦合原理的同轴圆柱型电压探头。通过感应电极包围引出端的结构降低侵入电容,应用屏蔽覆铜、过孔阵列与屏蔽铜管的强抗扰结构实现对环境噪声的抑制。利用有限元仿真指导了探头参数选取的方案,验证了屏蔽层对噪声的抑制能力,详细分析了同轴探头有效降低侵入性的机理。所设计的同轴探头带宽为280 MHz,量程为-750 V~+750 V,侵入电容约为0.92 pF。最后通过双脉冲实验证明,同轴探头可以准确测量ns级的开关时间,满足SiC MOSFET开关电压的测量需求。

关键词： STEM教育   初中物理   欧姆定律   核心素养  

摘要： 本研究基于STEM教育理念,探讨了初中物理欧姆定律教学中培养学生核心素养的有效方式.STEM文章围绕欧姆定律主题,设计了探究式教学活动.通过实例讲解和公式演示,帮助学生理解概念;通过实验操作和数据分析,让学生亲自探究欧姆定律,培养实验观察和数据处理能力,鼓励自主探究和合作学习,设计实验方案、收集数据、分析结果,从而培养科学探索精神和创新意识.研究结果显示,探究式教学模式可以提高学习效果,培养实践能力和科学素养,对初中物理教育具有重要价值.

关键词： 先学后教   多学少教   物理   效率  

摘要： “先学后教,多学少教”的教学理念强调把学习的责任和权利还给学生。为了达到“先学后教”的目的,老师将在课堂上给予较多的时间,让学生们自主研读课本,学习课本上的知识,统一收集学生在学习中出现的问题,进行重点和难点的集中教学与讲解。文章以《欧姆定律》的教学为例,提出“先学后教,多学少教”的具体应用路径。