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关键词： β-Ga_(2)O_(3)   MOSFET   multi-finger   self-heating effect  

摘要： The self-heating effect severely limits device performance and reliability.Although some studies have revealed the heat distribution ofβ-Ga_(2)O_(3) MOSFETs under biases,those devices all have small areas and have difficulty reflecting practical con-ditions.This work demonstrated a multi-fingerβ-Ga_(2)O_(3) MOSFET with a maximum drain current of 0.5 A.Electrical characteris-tics were measured,and the heat dissipation of the device was investigated through infrared images.The relationship between device temperature and time/bias is analyzed.

关键词： 储能变流器   功率单元   叠层母排   杂散电感   散热设计  

摘要： 随着储能变流器向大容量、模块化发展,碳化硅(SiC)器件由于其低损耗、耐高温的特性,逐渐成为研究热点。然而SiC器件过高的开关速度使其对电路中杂散电感更加敏感,并且高温运行环境也会对器件长期安全可靠的运行带来影响。因此针对基于SiC MOSFET的储能变流器功率单元,重点研究了其低感设计和散热设计方法,并提出了功率单元的整体设计方案。通过优化叠层母排的结构,将高压交流模块与低压直流模块的杂散电感分别降低至794μH和235μH,有效减小功率单元的关断过电压。通过热仿真研究,确立了散热方案,使器件在运行过程中的最高温度不超过50℃。最后,搭建了功率单元样机并进行对拖实验,验证了叠层母排结构优化设计和功率单元散热设计方案的有效性。

关键词： 功率器件   SiC   温度特性   结温评估   温敏电参数(TSEP)  

摘要： 与Si器件相比,SiC器件具有更加优异的电气性能,新特性给其结温评估带来了新挑战,许多适用于Si器件的结温评估方法可能不再适用于SiC器件。首先对SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的温度特性进行了分析,阐述了本征载流子浓度、载流子迁移率等参数受温度的影响机理,分析了器件阻断特性、输出特性、转移特性等参量,以便找到能够表征结温特性的电气参量;然后研究分析了功率器件结温测量的各类方法,并重点阐述了温敏电参数(TSEP)法在SiC MOSFET结温评估领域的应用前景,从线性度、灵敏度等6个方面对比分析了各方法的优缺点,并指出阈值电压和体二极管压降作为TSEP具有显著优势;最后分析了TSEP法在目前工程应用中面临的挑战,并对未来的研究工作进行了展望。

关键词： 碳化硅MOSFET   驱动电压   非理想突变   阈值迟滞   开关特性   解析模型  

摘要： 由于SiC/SiO_(2)界面固有的高界面态密度,阈值迟滞现象一直影响碳化硅MOSFET的可靠性。为量化评估阈值迟滞对碳化硅MOSFET开关特性的影响,首先考虑了驱动电压的上升与下降时间,建立了驱动电压非理想突变的开关暂态模型;其次,按照IEC标准得到开关延时与开关损耗的解析表达式;然后,进行了不同驱动负压下的动态特性实验并提取了开关延时与开关损耗;最后,通过实验结果与解析模型的结合,解耦并量化了驱动负压与阈值迟滞对开关特性的影响,得到了阈值迟滞影响下驱动负压与阈值电压的关系。结果表明,驱动负压与阈值迟滞均会引起开通延时降低,但阈值迟滞对其影响远大于驱动负压。驱动负压对开通损耗无影响,但阈值迟滞会导致开通损耗的降低。

关键词： 电子开关   功率MOSFET   CAN通信   大电流  

摘要： 汽车的功率开关器件普遍采用传统电磁继电器,针对传统电磁继电器开关速度慢、存在机械寿命等问题,结合指标需求,设计了基于CAN通信的智能汽车电子开关。智能电子开关主要分为硬件和软件设计,以英飞凌XC2234L微控制器、功率MOSFET和CAN通信完成作为其硬件控制核心,最终完成对硬件电路的模块化设计;采用英飞凌开发工具完成底层驱动代码,完成软件的模块化设计。该无运动零部件的电子式智能开关具备通信以及报警功能,可通过CAN与上位机通信,实时监测工作电流、电压以及工作温度。测试结果表明,该继电器满足设计指标,在最大负载电流100 A持续通电过程中,上位机显示功率MOSFET温度小于85℃,且不会自动关断。

关键词： SiC MOSFET   结温监测   电压漂移   低自热标定方法  

摘要： 本文提出了一种应用在大电流通态压降法测量SiC MOSFET模块结温中的低自热标定方法。针对标定过程中的模块电压漂移现象,采用SiC MOSFET模块热-电耦合模型对其温升过程进行仿真并找出导致电压漂移的诱因。为了降低标定短脉冲下的通态压降不稳定和自发热导致的SiC MOSFET模块电压漂移现象,根据热-电耦合模型的仿真结果设计了一种低自热标定方法,并设计实验进行验证。相比于传统的单脉冲标定方法,本文所提出的低自热标定方法自发热最大下降34%,模块自发热导致的结温监测误差由最初的26.9℃降低为7.6℃。

关键词： 核心素养   单元教学   闭合电路的欧姆定律  

摘要： 对如何利用"单元教学"提升核心素养,以"闭合电路的欧姆定律"为例,通过深研教学目标、精进教学设计、构建真实情境的驱动问题、配合丰富的学生实验,让学生在单元活动中,通过解决真实情境的实际问题逐一落实单元教学目标,从而构建单元知识体系,落实核心素养的培养.

关键词： 直线运动   欧姆定律   电路图   相遇问题  

摘要： 物理实验是初中物理的重要内容,在中考中也占有相当大的比重,是整个物理能力的综合体现.不仅需要学生分析实验的物理过程与物理原理;而且还要求从物理公式来分析实验结果,分析实验误差等等,同时也要求有一定的实验设计能力.

关键词： SGT-MOSFET   电场解析模型   雪崩载流子   场氧厚度  

摘要： 屏蔽栅沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管(SGT-MOSFET)在体内引入了纵向接源电极的屏蔽栅极,可以辅助耗尽漂移区,其耐压原理与沟槽MOSFET(VUMOSFET)不同.本文以110 V左右结构的SGTMOSFET为研究对象,通过数值仿真、理论分析以及解析建模,研究了不同结构的耐压原理以及结构参数与电场强度分布的相关性;建立了与器件各个结构参数相关的电场解析模型,为器件结构设计提供了理论依据;并引入雪崩载流子对小电流下的电场解析模型进行了修正,使得解析结果和仿真结果吻合较好;通过修正后的电场解析模型提取了最优电场下的场氧厚度,使得相应产品的静、动态特性得到明显改善,从而极大地提升了器件的性能.

关键词： 欧姆定律   教学活动   认识偏差  

摘要： 针对学生对欧姆定律的两种形式可能出现的偏差,从物理学史角度,探究欧姆定律诞生的历程,欧姆在此过程中进行的艰难探索,找出欧姆定律两种表述形式的来由,说明科学研究有时并不是一帆风顺,培养学生正确的科学态度.