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文章速递1200V大容量SiC MOSFET器件研制 认领
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作者 刘新宇 李诚瞻 +3 位作者 罗烨辉 陈宏 高秀秀 白云 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2313-2318,共6页
采用平面栅MOSFET器件结构,结合优化终端场限环设计、栅极bus-bar设计、JFET注入设计以及栅氧工艺技术,基于自主碳化硅工艺加工平台,研制了1200V大容量SiC MOSFET器件.测试结果表明,器件栅极击穿电压大于55V,并且实现了较低的栅氧界面... 采用平面栅MOSFET器件结构,结合优化终端场限环设计、栅极bus-bar设计、JFET注入设计以及栅氧工艺技术,基于自主碳化硅工艺加工平台,研制了1200V大容量SiC MOSFET器件.测试结果表明,器件栅极击穿电压大于55V,并且实现了较低的栅氧界面态密度.室温下,器件阈值电压为2.7V,单芯片电流输出能力达到50A,器件最大击穿电压达到1600V.在175℃下,器件阈值电压漂移量小于0.8V;栅极偏置20V下,泄漏电流小于45nA.研制器件显示出优良的电学特性,具备高温大电流SiC芯片领域的应用潜力. 展开更多
关键词 碳化硅 MOSFET 栅极bus-bar JFET注入 大容量器件 低漏电 高温半导体
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文章速递车载电力电子变压器的高频隔离DC-DC变换器双相移控制 认领
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作者 赵震 刘洋 +2 位作者 马驰 谢冰若 王永翔 《铁道机车车辆》 北大核心 2020年第6期1-5,10,共6页
以双有源全桥隔离DC-DC变换器为研究对象,开展相移控制的研究。首先,分析变换器在相移控制下的工作原理,分别推导了单相移和双相移控制下变换器的传输功率数学模型。然后,建立了变换器在单相相移和双相移下的回流功率模型,通过仿真对比... 以双有源全桥隔离DC-DC变换器为研究对象,开展相移控制的研究。首先,分析变换器在相移控制下的工作原理,分别推导了单相移和双相移控制下变换器的传输功率数学模型。然后,建立了变换器在单相相移和双相移下的回流功率模型,通过仿真对比了两种控制方法下的变换器回流功率。最后,通过以TMS320F28335为控制核心的1 kW SiC试验样机进行对比实验,试验结果表明:与单相移控制相比,双相移控制能有效降低回流功率,提升变流器的效率,验证了所建模型和仿真分析的正确性。 展开更多
关键词 双有源全桥隔离DC-DC变换器 双相移控制 SiC MOSFET 回流功率 效率
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基于SiC MOSFET的牵引逆变器在轨道交通中的应用研究 认领
3
作者 杨涛 窦泽春 +3 位作者 朱武 胡亮 王幸智 杨德勇 《机车电传动》 北大核心 2020年第1期28-33,共6页
阐述了SiC器件和Si器件的开关特性和能耗对比;根据轨道交通牵引工况计算比较了SiC器件和Si器件的功率损耗;针对高开关频率应用,进行了包括温升、噪声、损耗、效率等一系列试验验证。试验结果表明,采用SiC MOSFET的牵引逆变器可以有效降... 阐述了SiC器件和Si器件的开关特性和能耗对比;根据轨道交通牵引工况计算比较了SiC器件和Si器件的功率损耗;针对高开关频率应用,进行了包括温升、噪声、损耗、效率等一系列试验验证。试验结果表明,采用SiC MOSFET的牵引逆变器可以有效降低电机的谐波损耗,实现牵引系统节能降耗,并降低中低速段的电机噪声。 展开更多
关键词 SIC MOSFET 逆变器 功率损耗 噪声 效率
电动汽车用功率模块功率循环测试装置的研制 认领
4
作者 邓二平 赵雨山 +3 位作者 孟鹤立 陈杰 赵志斌 黄永章 《半导体技术》 CAS 北大核心 2020年第10期809-815,共7页
高功率密度的功率模块是电动汽车的关键部件,其长期可靠性直接关系到电动汽车的可靠性,功率循环实验是检验功率模块可靠性的有效方法之一。针对电动汽车用功率模块对功率循环测试装置的需求以及测试标准AQG324的要求,搭建了15 kW/750 A... 高功率密度的功率模块是电动汽车的关键部件,其长期可靠性直接关系到电动汽车的可靠性,功率循环实验是检验功率模块可靠性的有效方法之一。针对电动汽车用功率模块对功率循环测试装置的需求以及测试标准AQG324的要求,搭建了15 kW/750 A功率循环测试装置,装置具有宽水温调节、高结温适应、精确测量以及多参数控制的特点。选用了3个不同封装工艺技术62 mm焊接式IGBT半桥模块,结合AQG324标准验证了装置的秒级功率循环实验能力以及可靠性,同时进行了功率循环实验和瞬态热阻抗测试,该装置能够满足电动汽车功率模块(IGBT或MOSFET模块)的功率循环测试需要,验证了测试装置的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 功率循环 瞬态热阻抗 半桥模块 IGBT MOSFET 可靠性
3300 V全SiC MOSFET功率器件开关特性研究 认领
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作者 孙康康 陈燕平 +3 位作者 忻兰苑 王晓年 余开庆 胡长风 《机车电传动》 北大核心 2020年第1期34-37,48共5页
为更好地发挥全SiC器件的开关速度快、损耗低等优势,研究了某款3300 V全SiC MOSFET器件的开关特性。首先,通过理论分析阐述了开关变化过程,并给出了可量化的计算方法;其次,从驱动电阻、结温、回路杂散电感等方面探寻了开关特性变化的规... 为更好地发挥全SiC器件的开关速度快、损耗低等优势,研究了某款3300 V全SiC MOSFET器件的开关特性。首先,通过理论分析阐述了开关变化过程,并给出了可量化的计算方法;其次,从驱动电阻、结温、回路杂散电感等方面探寻了开关特性变化的规律;最后,在样机上进行了验证。结果表明,文章中所述优化开关特性的方法对全SiC逆变器的工程应用有一定的指导意义。 展开更多
关键词 3300 V全SiC MOSFET 开关特性 驱动电阻 结温 杂散电感
栅极电阻对GaN MOSFET瞬态特性的影响研究 认领
6
作者 蒋丽华 罗霞 +2 位作者 廖勇 罗海军 龙兴明 《微电子学》 CAS 北大核心 2020年第5期726-731,共6页
为了研究栅极电阻对GaN MOSFET的开关速率和输出特性中出现振荡的影响,首先利用MOSFET的基本公式对其导通和关断时的输出瞬态电流进行了理论推导,然后通过实验平台测试GaN MOSFET的瞬态电流值,且与理论值对比,验证栅极电阻带来的影响。... 为了研究栅极电阻对GaN MOSFET的开关速率和输出特性中出现振荡的影响,首先利用MOSFET的基本公式对其导通和关断时的输出瞬态电流进行了理论推导,然后通过实验平台测试GaN MOSFET的瞬态电流值,且与理论值对比,验证栅极电阻带来的影响。实验结果表明,GaN MOSFET的瞬态电流值实验值与理论值基本吻合,在导通和关断时,GaN MOSFET的输出瞬态电流和输出电流的高频震荡均随栅极电阻的增加而减小。栅极电阻从10Ω变化到100Ω时,导通时开关速率上升率占总开关速率上升率的84.7%,关断时开关速率下降率占总开关速率下降率的54.06%。在栅极电阻为10~100Ω范围内,GaN MOSFET具有较快的开关速度。 展开更多
关键词 GaN MOSFET 栅极电阻 瞬态电流
压接式SiC MOSFET模块 认领
7
作者 朱楠 陈敏 徐德鸿 《电源学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期179-191,共13页
介绍了一种适用于SiC MOSFET的压接式封装方法。针对SiC MOSFET芯片面积较小的特点,使用弹性压针实现SiC MOSFET芯片上表面的压力接触。由于散热器同时也是电流通路,为减小由散热器引入的寄生电感,采用了一种厚度较薄且具有良好散热性... 介绍了一种适用于SiC MOSFET的压接式封装方法。针对SiC MOSFET芯片面积较小的特点,使用弹性压针实现SiC MOSFET芯片上表面的压力接触。由于散热器同时也是电流通路,为减小由散热器引入的寄生电感,采用了一种厚度较薄且具有良好散热性能的微通道散热器。介绍了研制的压接式SiC MOSFET样品,并通过仿真和实验评估了样品的电、热特性,验证了所提出封装方案的可行性。 展开更多
关键词 功率半导体封装 压接式器件 SiC MOSFET 寄生电感 热管理
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4H-SiC MOSFET静态温度特性的仿真分析 认领
8
作者 曾亮 王翠霞 +3 位作者 吴江枫 余有灵 李诚瞻 杜星 《机车电传动》 北大核心 2020年第1期45-48,共4页
SiC材料具有较大的禁带宽度、高临界电场、高载流子饱和漂移速度和高热导率等优良特性,能广泛应用在高温、高压、大功率等领域。为探究温度对4H-SiC MOSFET静态特性的影响规律,以指导高温高压环境下4H-SiC MOSFET的设计与制造,文章基于S... SiC材料具有较大的禁带宽度、高临界电场、高载流子饱和漂移速度和高热导率等优良特性,能广泛应用在高温、高压、大功率等领域。为探究温度对4H-SiC MOSFET静态特性的影响规律,以指导高温高压环境下4H-SiC MOSFET的设计与制造,文章基于Silvaco平台对高压4H-SiC MOSFET器件进行了仿真建模,获得了其不同温度下的击穿电压、转移特性和输出特性,探究了温度对其击穿电压、阈值电压、饱和漏电流、导通电阻的影响规律。文章最终得到了300 K时击穿电压为4450 V的SiC MOSFET器件元胞结构模型,验证了其静态特性及参数受温度影响较明显,该影响规律符合SiC MOSFET的静态特性理论。 展开更多
关键词 4H-SIC MOSFET 碳化硅 静态特性 温度特性 器件仿真
基于SiC MOSFET非线性电容CGD的Matlab电路仿真模型 认领
9
作者 杜星 王翠霞 +3 位作者 余有灵 吴江枫 刘坤 李思思 《机车电传动》 北大核心 2020年第1期49-52,73共5页
基于Matlab和Simulink,提出了一种针对非线性器件的建模方法。以CREE公司的型号为C2M0080120D的SiC MOSFET为例,对其非线性电容CGD进行等效电路建模,采用曲线拟合的方法,使原本在Simulink中不易实现的功率器件的非线性电容特性得以表征... 基于Matlab和Simulink,提出了一种针对非线性器件的建模方法。以CREE公司的型号为C2M0080120D的SiC MOSFET为例,对其非线性电容CGD进行等效电路建模,采用曲线拟合的方法,使原本在Simulink中不易实现的功率器件的非线性电容特性得以表征,将该模型的特性与datasheet进行对比,模型精度达到97.44%,证明了该模型的准确性。 展开更多
关键词 MATLAB SIMULINK SIC MOSFET 非线性器件 等效电路模型 曲线拟合 仿真模型 建模
一种SiC MOSFET 谐振门极驱动电路 认领
10
作者 张建忠 吴海富 +1 位作者 张雅倩 胡路才 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期3453-3459,共7页
该文提出一种适用于SiC MOSFET的谐振门极驱动电路,所提出的驱动电路利用LC谐振网络来回收储存在门极电容中的能量,从而减小驱动损耗。首先详细分析谐振门极驱动电路的工作原理并给出了各个模态下的主要波形。然后介绍谐振门极驱动电路... 该文提出一种适用于SiC MOSFET的谐振门极驱动电路,所提出的驱动电路利用LC谐振网络来回收储存在门极电容中的能量,从而减小驱动损耗。首先详细分析谐振门极驱动电路的工作原理并给出了各个模态下的主要波形。然后介绍谐振门极驱动电路的设计原则,分析谐振门极驱动电路的驱动损耗。最后搭建谐振门极驱动电路的仿真模型与实验平台,从仿真结果与实验结果来看,该文所提出的谐振门极驱动电路具有良好的工作性能,驱动损耗在1MHz开关频率下降低为0.258W,提高了驱动电路的效率。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 谐振门极驱动 谐振 能量回馈
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基于LED吸顶灯寿命的优化设计 认领
11
作者 李慧秀 赵丽娜 《光电技术应用》 2020年第2期65-69,73共6页
针对LED灯具寿命受温度影响的问题,提出了一种较为完善的优化设计方法。通过对影响LED灯具寿命因素进行分析,指出温度是影响LED灯具寿命的关键。重点分析引起MOSFET发热严重的原因,并提出切实可行的优化方案,即对LED芯片串并联方式进行... 针对LED灯具寿命受温度影响的问题,提出了一种较为完善的优化设计方法。通过对影响LED灯具寿命因素进行分析,指出温度是影响LED灯具寿命的关键。重点分析引起MOSFET发热严重的原因,并提出切实可行的优化方案,即对LED芯片串并联方式进行优化设计,并进行了试验。实验结果表明,通过改变LED芯片排列方式,可有效地将MOSFET的温度降低10℃左右,证明了该优化设计的可行性。 展开更多
关键词 LED寿命 可靠性 温度 MOSFET
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结合CSP640SS型MOSFET分析影响增强型功率MOSFET开关速度的主要因素 认领
12
作者 代骞 任真伟 +1 位作者 吴双彪 吕前进 《电子测试》 2020年第14期43-44,35,共3页
与双极型晶体管相比,MOSFET器件更节能、更易于驱动,但在实际应用中,常常发现MOSFET器件的开关速度与数据手册上给出的参数差异很大,导致电路工作异常,甚至出现MOSFET器件损坏的现象。因此,本文结合CSP640SS型MOSFET对影响增强型功率MOS... 与双极型晶体管相比,MOSFET器件更节能、更易于驱动,但在实际应用中,常常发现MOSFET器件的开关速度与数据手册上给出的参数差异很大,导致电路工作异常,甚至出现MOSFET器件损坏的现象。因此,本文结合CSP640SS型MOSFET对影响增强型功率MOSFET器件开关速度的主要因数进行分析,并提出解决方法。 展开更多
关键词 MOSFET 结电容 I_G电流 开通过程 关断过程 开关速度 米勒效应
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一种改进型的快速锁定锁相环 认领
13
作者 周文辉 《电子信息对抗技术》 2020年第3期91-94,共4页
捷变频率合成是雷达、通信、电子战等领域中极为重要的技术。锁相环因其应用的灵活性,在频率合成领域得到了广泛的应用。讨论了一种改进型的快速锁相环路,通过建模仿真以及实物验证,该锁相环路在常规锁相环的基础上提高了频率锁定速度,... 捷变频率合成是雷达、通信、电子战等领域中极为重要的技术。锁相环因其应用的灵活性,在频率合成领域得到了广泛的应用。讨论了一种改进型的快速锁相环路,通过建模仿真以及实物验证,该锁相环路在常规锁相环的基础上提高了频率锁定速度,具备较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 锁相环 MOSFET 快速锁定
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基于碳化硅功率器件的高频感应焊机设计 认领
14
作者 柴艳鹏 王培光 +1 位作者 宗晓萍 王贺瑞 《电源学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期71-76,共6页
高频感应焊机可用于钢管直缝焊接,主要特点为开关频率高和设备功率大,功率器件为硅MOSFET和硅快恢复二极管。由于硅基功率器件的特性限制,高频感应焊机的效率、容量和成本受到了一定制约。随着碳化硅功率器件技术的不断成熟,其性能特点... 高频感应焊机可用于钢管直缝焊接,主要特点为开关频率高和设备功率大,功率器件为硅MOSFET和硅快恢复二极管。由于硅基功率器件的特性限制,高频感应焊机的效率、容量和成本受到了一定制约。随着碳化硅功率器件技术的不断成熟,其性能特点尤其适用于大功率高频感应焊机设备。通过对硅和碳化硅功率器件参数进行对比分析,使用碳化硅功率器件对现有串联型高频感应焊机主电路进行优化,并设计了适用于多器件并联的SiC MOSFET驱动电路和功率单元。最后,搭建了1台100 kW/500 kHz的SiC MOSFET串联型高频感应焊机样机,进行实验测试。实验结果表明,所设计的高频感应焊机性能和焊接效率均高于现有设备。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 高频 逆变器 感应焊机
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基于失效分析的功率MOSFET应用可靠性研究 认领
15
作者 唐万军 张世莉 《环境技术》 2020年第1期57-59,80共4页
功率MOSFET因良好的压控开关特性和低导通阻抗特点,在功率电子电路中应用广泛。该类器件对装配工艺及设计应用有较高要求,本文在对几例功率MOSFET器件失效进行分析的基础上,总结了影响器件应用可靠性的因素,给出了相应的控制措施。
关键词 失效分析 MOSFET 可靠性
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钛合金快频脉冲柔性波形调制TIG焊接工艺 认领 被引量:1
16
作者 吴健文 徐孟嘉 +3 位作者 范文艳 陈浩宇 江东航 王振民 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期102-109,共8页
基于自主研制的Si C MOSFET快频脉冲焊接电源系统,提出一种钛合金"快频脉冲柔性波形调制"TIG焊接技术。快频脉冲焊接电源采用Si C MOSFET作为逆变功率器件,大幅提高电源的逆变频率和动态响应特性,加强高频段电弧控制效果,实现... 基于自主研制的Si C MOSFET快频脉冲焊接电源系统,提出一种钛合金"快频脉冲柔性波形调制"TIG焊接技术。快频脉冲焊接电源采用Si C MOSFET作为逆变功率器件,大幅提高电源的逆变频率和动态响应特性,加强高频段电弧控制效果,实现了20k Hz规整快频脉冲柔性电流波形的稳定输出。将快频脉冲柔性波形调制TIG焊技术应用于钛合金TC4焊接过程,研究结果表明:与传统脉冲TIG焊对比,快频脉冲柔性波形TIG电弧收缩效果明显,电弧径向尺寸显著减小;快频脉冲柔性波形调制TIG焊技术具有显著的细化焊缝晶粒和减少热影响区粗化的效果,钛合金焊缝晶粒尺寸减小了约71%。 展开更多
关键词 快频脉冲焊接 焊接波形控制 钛合金 SiC MOSFET
不同老化试验方法下SiC MOSFET失效机理分析 认领
17
作者 陈杰 邓二平 +2 位作者 赵子轩 吴宇轩 黄永章 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第24期5105-5114,共10页
SiC MOSFET凭借其优异的电热特性,正逐渐投入市场,长期运行其可靠性成为关注的重点,功率循环试验是考核器件可靠性最重要的老化试验。MOSFET具有三种导通模式,分别对应三种不同的功率循环测试方法。为探究和对比SiC MOSFET在不同老化试... SiC MOSFET凭借其优异的电热特性,正逐渐投入市场,长期运行其可靠性成为关注的重点,功率循环试验是考核器件可靠性最重要的老化试验。MOSFET具有三种导通模式,分别对应三种不同的功率循环测试方法。为探究和对比SiC MOSFET在不同老化试验方法下的失效机理和失效表征参数的变化规律,对其在不同导通模式下进行功率循环试验,基于不同导通模式下的特性分析,重点对比正向MOSFET模式和体二极管模式。SiC MOSFET中的界面陷阱会造成阈值电压漂移,为此提出一种判断准则以及相应的功率循环试验方法,可以将阈值电压漂移对试验结果的影响最小化,并在老化试验过程中实现结温、通态压降和热阻的在线测量。结果表明,在两种模式下失效方式均为键合线老化,但是老化后的电热反馈机制不同,造成其退化规律和寿命不同,相同热力条件下体二极管模式下的寿命约为正向MOSFET模式下的两倍。 展开更多
关键词 SiC MOSFET 功率循环试验 导通模式 阈值电压漂移 结温测量 失效机理
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LLC串联谐振式开关电源MOSFET故障诊断研究 认领
18
作者 刘婷 闻心怡 +3 位作者 陈刚 王溯勇 刘禹希 章先涛 《电测与仪表》 北大核心 2020年第2期147-152,共6页
针对在LLC串联谐振式开关电源中起关键作用但故障率高的MOSFET,基于Cadence/Or CAD PSpice软件环境,分析MOSFET的故障失效模式及其在电路中造成的影响,以电路功能模块之间的关键输入/输出为故障特征提取点,建立故障特征集,并分别采用基... 针对在LLC串联谐振式开关电源中起关键作用但故障率高的MOSFET,基于Cadence/Or CAD PSpice软件环境,分析MOSFET的故障失效模式及其在电路中造成的影响,以电路功能模块之间的关键输入/输出为故障特征提取点,建立故障特征集,并分别采用基于K-CV优化的支持向量机算法和基于GA优化的BP神经网络算法。诊断结果表明,所选择的测点数据基本保留电路中MOSFET的故障特征,两种算法均具备较高的诊断准确率。文中提出的诊断策略具有实际可操作性强、运算简洁的特点。 展开更多
关键词 串联谐振 开关电源 MOSFET 故障诊断 支持向量机
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基于DSP的无框力矩电机驱动器硬件电路设计 认领
19
作者 敖潘 潘松峰 《电子设计工程》 2020年第23期168-172,共5页
针对FDM6021-4803型号的无框电机进行驱动器的硬件电路设计。以TMS320 F28335芯片为控制核心,通过搭建DSP外围控制电路,设计多电源匹配电路、PWM驱动电路、MOSFET逆变桥电路、电流检测电路、位置反馈电路和保护电路等模块,实现一类无框... 针对FDM6021-4803型号的无框电机进行驱动器的硬件电路设计。以TMS320 F28335芯片为控制核心,通过搭建DSP外围控制电路,设计多电源匹配电路、PWM驱动电路、MOSFET逆变桥电路、电流检测电路、位置反馈电路和保护电路等模块,实现一类无框交流伺服电机的实用驱动功能。详细阐述了各个电路模块的元器件参数和选型,通过硬件平台eEEP1000N电力电子实验装置进行实验调试,基于SVPWM调制技术控制电机电枢电流的同时,使用CSpacewatch上位机软件观测电机运行状态,验证表明此驱动器控制电机运行可靠且具有较高的性能指标和抗干扰能力。 展开更多
关键词 无框电机 DSP28335 MOSFET 逆变电路
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低压MOSFET集成ESD保护结构的设计方法 认领
20
作者 方绍明 赵美英 《集成电路应用》 2020年第9期192-194,共3页
为了有效防止低压MOSFET在受到静电击穿而损坏产品,需要设计专门的静电保护二极管,并联在MOSFET的栅极和源极之间,以对栅氧化层进行保护。静电保护结构的设计规则尺寸、注入剂量和级联结构,都会影响保护效果。设计者需在弄清ESD保护工... 为了有效防止低压MOSFET在受到静电击穿而损坏产品,需要设计专门的静电保护二极管,并联在MOSFET的栅极和源极之间,以对栅氧化层进行保护。静电保护结构的设计规则尺寸、注入剂量和级联结构,都会影响保护效果。设计者需在弄清ESD保护工作机理后、根据产品静电等级需要,确定保护二极管的特性参数,并结合工艺可行性及成本等因素,设计出最合适的ESD保护结构。 展开更多
关键词 集成电路制造 MOSFET 保护二极管 静电 人体模式 多晶硅 注入 栅源
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