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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： SiC MOSFET   栅氧可靠性   评估方法   极端工况  

摘要： 碳化硅金属氧化物场效应晶体管（SiC MOSFET）具有高压、高频、低导通损耗等优异特性而获得产业界广泛关注，但相比于硅基IGBT，SiC/SiO2栅氧界面高缺陷密度导致的栅氧可靠性问题成为制约SiC MOSFET器件规模化应用的关键瓶颈。通过对近年来国内外SiC MOSFET栅氧可靠性研究成果的梳理和分析，阐述了当前栅氧可靠性问题的形成原因，归纳总结了各类常用的栅氧可靠性评估方法，并进行了比较分析，最后重点探讨了极端工况下SiC MOSFET栅氧可靠性及其提升技术的发展现状。

关键词： 综合考查   题干   物理公式   并联电路   欧姆定律   计算题   物理试卷   初中学业水平考试  

摘要： 2023年广东省初中学业水平考试物理试卷中的第27题是一道计算题,综合考查了电路识别,欧姆定律,并联电路电流、电压规律及电功率,以及对所学知识的运用、迁移、计算等能力。同学们需要认真阅读题干,综合运用相关物理公式进行分析计算。

关键词： 碳化硅(SiC)   金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)   单粒子效应(SEE)   单粒子烧毁(SEB)   电离效应   辐射损伤  

摘要： SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在深空探测领域具有广阔的应用前景,但空间质子引发的单粒子效应(SEE)对航天器稳定运行造成了严重威胁。对平面栅结构与非对称沟槽栅结构的SiC MOSFET进行了能量为70、100与200 MeV的质子辐照实验。实验结果表明,两种SiC MOSFET的单粒子烧毁(SEB)阈值电压均大于额定漏源电压的75%;SEB阈值电压随质子能量升高而降低。对两种器件进行辐照后栅应力测试发现,两种结构的器件由于沟道不同而对栅应力的响应存在差异;不同的质子能量会在栅极引入不同程度的辐射损伤,低能质子更容易在栅氧化层发生碰撞而引入氧化物潜在损伤。该研究可为揭示SiC MOSFET质子SEE机理和评估抗辐射能力提供参考。

关键词： 脉冲源   容性负载   MOSFET   Marx电路   长脉宽  

摘要： 针对宽频测量系统量值传递需求，基于Marx电路设计了一款单极性方波脉冲源。该脉冲源以MOSFET器件为核心，采用光纤隔离驱动方案实现10 kV的方波脉冲输出。采用叠层结构搭建12级样机，实现了脉冲发生器的模块化与小型化。实验结果表明：该方波脉冲源在带300 pF以下的容性负载时可实现前沿小于百纳秒、输出电压kV级别、脉宽200μs的脉冲输出。该电源适用于宽频测量设备的方波响应性能实验等脉冲功率相关用途。

关键词： 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管   结温   导通电阻   栅氧化层老化  

摘要： 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（silicon carbide metal-oxide-semiconductor field effect transistor，SiC MOSFET）的栅氧化层可靠性是制约其发展的主要挑战之一，尽管采用最新技术制造的SiC MOSFET的栅氧化层可靠性已经有了很大提升，但相比Si MOSFET来说，SiC MOSFET的SiC/SiO2界面存在更多的界面陷阱和氧化物陷阱，栅氧化层老化现象更加明显，故对SiC MOSFET的栅氧化层状态在线健康监测极其重要。当通过某些温度敏感电参数监测栅氧化层老化时，极易受到器件结温的影响，导致监测结果不准确。因此，本文提出利用栅极电流峰值与结温的关系确定器件实时结温，解耦结温对导通电阻的影响。能够实现在非恒温条件下，使用导通电阻的变化量监测SiC MOSFET的栅氧化层健康状态，判断器件是否失效。本文通过理论分析和实验验证证实了该方法的可行性。

关键词： 关断时间   SiC MOSFET   无源恒压钳位   大小电流切换发射   变采样率  

摘要： 瞬变电磁发射机作为瞬变电磁法勘探的重要组成部分，它的性能几乎就决定了该方法勘探的有效性。为对浅层甚至是甚浅层采用多匝小线圈进行精确勘探，本文基于SiC MOSFET器件设计一种改进型的瞬变电磁发射机。SiC MOSFET是第三代半导体，相比目前被广泛应用的Si IGBT，该器件在耐压、耐流、散热和响应速度方面均有显著提升。关断时间作为发射机的一项重要参数，基本决定了一次场与二次场信号的耦合程度。为不丢失甚浅层和较浅层信息，本文设计的发射机支持大小两种电流切换发射。当对甚浅层或较浅层区域进行勘探时，可选择1.1A小电流发射，关断时间只有4us。当对浅层区域进行勘探时，可选择16.2A大电流发射，关断时间为35us。为给后期处理提供发射电流数据支撑，本文设计了支持变采样率的电流采集系统来对发射波形进行全时域采集。当处于发射波形上升沿或下降沿附近区域时，采集系统自动选择1.8MSPS高采样率进行采样，当处于发射波形稳态区域时，采集系统自动选择50KSPS最低采样率进行采样。测试表明，通过变采样率采样，能有效平衡采集精度和数据量，从而保证了存储系统的稳定性。此外，本发射机电路板尺寸较小，只有255 mm×192 mm，并且支持12V蓄电瓶供电，所以便携性较好，能一定程度上提高野外勘探效率。

关键词： 伏安法测电阻   取样电阻   测量电压   被测电阻   设计范式   欧姆定律   测量电阻   实验试题  

摘要： 伏安法是最传统、最经典的测量电阻的实验方案.实验的原理是通过测量电压及电流,并根据欧姆定律得到被测电阻的阻值.伏安法测电阻的变式主要聚焦于电压与电流的测量上.本文例谈取样电阻在伏安法测电阻实验中的功用及试题常见的设计范式.

关键词： 科学思维   欧姆定律   导体  

摘要： 经验和思维相互依存,密不可分,辩证统一,协同发展.教材在优化了欧姆定律得出过程的同时存在疏离学生经验的问题.梳理出问题的4个具体表现并给出各自的解决方案,夯实了学生经验,突破了教学难点,发展了学生科学思维.

关键词： 互补传输管   导通电阻   信号失真   MOSFET高阶效应   MATLAB建模  

摘要： 互补传输管结构广泛用于各种参与信号处理的电路中,但在信号传输过程中会引入信号失真。为研究影响信号传输失真的因素,对MOSFET的高阶效应进行分析,建立MATLAB模型对每种高阶效应的影响进行研究。研究得到:MOSFET高阶效应导致了互补传输管电路导通电阻的非理想性。互补传输管电路导通电阻的非理想性是导致被传输信号出现失真的主要因素。