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关键词： 简单电路   欧姆定律   跨学科实践   项目学习  

摘要： 跨学科实践是《义务教育物理课程标准(2022年版)》的一大亮点,与义务教育基础性和全面性的特点尤为契合.由于学校通常不会在物理课中开设此类课程,教师在教学中虽充满期待却苦于“无技可依”.以简单电路和欧姆定律的单元重构教学为统领,基于项目学习进行跨学科实践教学设计,并总结出有关建议为新课标的落实提供借鉴.

关键词： 注入脉冲源   寄生参数   电磁干扰  

摘要： 电力系统中常用脉冲注入的方式来研究电力传感器等二次设备受复杂电磁环境的影响,注入脉冲源前/后沿和幅值一般需要控制在2~50 ns和10~100 kV范围,但脉冲波形受开关器件的影响显著。因此,在此基于线性变压器驱动源的电路拓扑,研究了MOSFET器件的寄生参数对脉冲输出波形的影响。结果表明:栅源电容会减缓脉冲的前后沿,减小输出超调量,栅漏电容会引入电磁干扰(EMI),导致驱动振荡甚至失效,而主回路的能量损耗主要来源于PCB布线设计引入的寄生电感。在此研究基础上设计了扇形和矩形两种PCB布线方式,其中矩形布线的寄生电容较扇形结构减小了56%,寄生电感减小61%,驱动信号的振荡显著降低,单级模块的脉冲前沿时间为5 ns左右,输出幅值可达800 V,基于该模块的多级串联构成注入脉冲源能够满足二次系统抗EMI研究的需要。

关键词： SGT MOSFET   三层EPI   品质因数   击穿电压   比导通电阻  

摘要： 提出了一种三层外延(Epitaxy,EPI)结构的屏蔽栅沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管(Shielded Gate Trench Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,SGT MOSFET)设计方案。利用Sentaurus TCAD工具,将单层EPI结构调整为三层EPI结构,通过控制变量法拉偏三层EPI结构的外延层厚度、电阻率等参数,仿真分析其参数变化对SGT MOSFET性能的影响。仿真结果表明,在相同的原胞尺寸条件下,与单层EPI结构SGT MOSFET相比,三层EPI结构SGT MOSFET通过横向电场调制作用降低了纵向电场的峰值,击穿电压提高9.5%,比导通电阻降低15.6%,有效地提高了器件的电学性能。

关键词： 沟槽MOSFET   磷砷注入   耐压   阈值电压   导通电阻  

摘要： 为了降低沟槽MOSFET器件导通电阻,提出了在传统沟槽MOSFET器件体区注入N型杂质的方案,优化了体区杂质浓度分布,从而降低导通电阻。经仿真验证,选择N+源区注入后注入砷,在能量为300 keV,剂量为7×10^(12)cm^(-2)条件下,特征导通电阻能降低13%,阈值电压降低21.8%;选择接触孔刻蚀后注入磷,在能量为100 keV,剂量为4×10^(12)cm^(-2)条件下,特征导通电阻降低4.3%,阈值电压几乎不变。

关键词： 4H-SiC MOSFET   Miller电容   分裂栅MOSFET  

摘要： 介绍了一种在JFET区域采用浅槽N型重掺杂降低器件比导通电阻与开启损耗的1200 V碳化硅平面栅MOSFET器件。采用浅槽结构设计,减小了器件栅源电容C_(GS)及栅漏电容与栅源电容比值C_(GD)/C_(GS),降低了器件的开启损耗。浅槽下方采用的N型重掺杂使得器件反型层沟道压降明显提高,使器件获得了更低的比导通电阻。仿真结果表明,相比于平面栅MOSFET器件,开启损耗降低了20%;相比于平面栅MOSFET与分裂栅MOSFET,器件比导通电阻分别减小了14%和17%。

关键词： 电路分析   叠加定理   平均功率   仿真实验  

摘要： 阐述使用Multisim软件对电路进行仿真实验的过程,探讨基于叠加定理的电路平均功率计算适用特性,包括对直流电路,正弦交流电路中的同频正弦交流电路、多频正弦交流电路的分析。

关键词： 叠层绝缘体上硅(SOI)   热载流子效应   背栅偏压   TCAD仿真   界面陷阱电荷  

摘要： 叠层绝缘体上硅(SOI)器件通过调节背栅偏压来补偿辐照导致的阈值电压退化,对于长期工作在辐射环境中的叠层SOI器件,热载流子效应也是影响其可靠性的重要因素。因此,采用加速老化的方法研究了叠层SOI NMOSFET在不同背栅偏压下的热载流子效应。实验结果表明,在负背栅偏压下有更大的碰撞电离,而电应力后阈值电压的退化却随着背栅偏压的减小而减小。通过二维TCAD仿真进一步分析了不同背栅偏压下的热载流子退化机制,仿真结果表明,背栅偏压在改变碰撞电离率的同时也改变了热电子的注入位置,正背栅偏压下会有更多的热电子注入到离前栅中心近的区域,而在负背栅偏压下则是注入到离前栅中心远的区域,从而导致正背栅偏压下的阈值电压退化更严重。

关键词： 展开机构   控制器   DSP   电机控制   MOSFET  

摘要： 为了使中型大展弦比折叠翼无人机机翼稳定、可靠、可控展开,该文采用主控、从控架构方法,提出了一种可拓展展开机构控制器详细设计方法。通过折叠翼无人机飞行展开试验验证,证明该控制器产品配合展开机构电机及作动器能够稳定、可靠、可控的将折叠翼无人机在空中展开。该方法较扭簧或弹簧式展开机构更适用于中、大型高价值折叠翼无人机。

关键词： 生成性学习   生成性思维   核心素养   科学思维  

摘要： 基于生成性学习理论,采用科学预设、促进生成的教学模式,既关注教又关注学。以“闭合电路的欧姆定律”教学设计为例,通过“情境激疑、鼓励探究、延展思维、促进迁移”等教学流程,培养学生生成性思维,继而助力学生科学思维能力的提升。

关键词： 浮栅   肖特基势垒MOSFET   辅助栅  

摘要： 为改善低肖特基势垒MOSFET器件的性能表现,提出一种具有源漏辅助栅的低肖特基势垒MOSFET。该器件采用鳍型主控栅,体硅两侧各设置一个浮栅作为辅助栅,通过最外围控制栅向浮栅冲入电荷。通过与传统低肖特基势垒场效应晶体管的输出特性曲线对比,分析所提出器件结构的性能优势;分析浮栅电荷量、氧化层厚度对器件的影响,并依此进行结构优化。经仿真分析表明,器件在工作时两侧的浮栅有助于实现更高的正向导通电流和更低的反向泄漏电流,大大降低器件的静态功耗。