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基于全工作域驱动模式动态配置的Si/SiC混合器件开关策略 认领 引用
1
作者 龙柳 白丹 +2 位作者 肖凡 涂春鸣 郭祺 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2026年第7期2978-2990,I0027,共13页
Si/SiC混合器件(Si/SiC hybrid switch,Si/SiC HyS)由小电流SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)和大电流Si绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)并联组... Si/SiC混合器件(Si/SiC hybrid switch,Si/SiC HyS)由小电流SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)和大电流Si绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)并联组成,因其同时具备MOSFET低开关损耗、高开关速度的优异性能与IGBT的低成本优势而备受关注。然而,MOSFET与IGBT的开关速率差异大,重载下开关暂态过程中二者极易面临电流峰值越限问题,进而威胁到混合器件全工作域的可靠运行。针对这一问题,提出一种基于全工作域驱动模式动态配置的Si/SiC Hy S开关策略。首先,详细分析驱动电压对Si/SiC Hy S开关暂态电流分布的影响机理,建立电流峰值关于驱动电压的数学模型;在此基础上,考虑电流应力约束将全工作域划分为3个负载区间,以MOSFET与IGBT的开通及关断过流比均不超过1为原则、混合器件损耗最小化为优化目标,对不同负载区间的驱动时序与驱动电压进行动态最佳配置;最后,实验结果表明,相比于传统策略,所提开关策略能够实现更低损耗的同时,保障MOSFET与IGBT在全工作域内均不出现过流问题。 展开更多
关键词 Si/SiC混合器件 驱动电压 开关时序 开关策略 全工作域 可靠性
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Comprehensive evaluation on Si/SiC hybrid switch including single-pulse avalanche and short-circuit robustness 认领 引用
2
作者 Hang-Zhi Liu Yu-Ming Zhou 《Journal of Electronic Science and Technology》 EI CAS CSCD 2026年第1期86-98,共13页
In this paper,a comprehensive evaluation on the silicon/silicon carbide(Si/SiC)hybrid switch is performed through experimental tests in terms of both electrical performance and robustness under extreme stresses.Based ... In this paper,a comprehensive evaluation on the silicon/silicon carbide(Si/SiC)hybrid switch is performed through experimental tests in terms of both electrical performance and robustness under extreme stresses.Based on the optional turn-on and turn-off delay times under the efficiency control mode obtained from the double-pulse test(DPT),both nondestructive and destructive single-pulse avalanche tests are conducted on the Si/SiC hybrid switch as well as on the two discrete device branches inside the hybrid switch.In addition,the avalanche voltage,critical avalanche energy,and peak avalanche current,which intrinsically characterize the unclamped-inductive-switching(UIS)avalanche characteristics,are carefully examined.In this way,the physical factors dominating the UIS characteristics of the hybrid switch,thus limiting its single-pulse avalanche withstand capability,are specifically and comprehensively identified;the underlying physical mechanisms are analyzed and revealed in depth,and how the gate control sequence affects the UIS characteristics of the hybrid switch is extensively investigated.We additionally carry out short-circuit(SC)tests under the fault-under-load(FUL)condition and perform a parallel in-depth analysis to experimentally determine which branch dominates the SC withstand capability of the hybrid switch.Our experimental study indicates that,for both SC robustness and single-pulse avalanche capability,the limiting factor is a single device branch among the two parallel discrete devices,and the UIS behavior is sensitive to the variation of the gate turn-off delay time Toff_delay.The study conducted in this paper not only provides deep academic insights into the electrical performance and reliability of the Si/SiC hybrid switch,but also offers fundamental theoretical principles and technical evidence to support its more efficient and long-term reliable applications of the hybrid switch in the industrial fields. 展开更多
关键词 Gate switching delay Hybrid switch Si/SiC Single-pulse avalanche Short-circuit
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一种Si/SiC混合并联器件变时序有源钳位驱动电路 认领 引用
3
作者 成佳俊 张雷 +1 位作者 汪志宇 任磊 《半导体技术》 CAS 北大核心 2026年第8期784-792,共9页
为解决Si/SiC混合并联器件在桥式电路中存在的复杂开关时序及严重串扰问题,提出了一种变时序有源钳位驱动电路。该驱动电路由时序切换单元和串扰抑制单元组成,通过调节RC延时电路中的电阻值,在单驱动信号下实现4种典型时序的切换;同时,... 为解决Si/SiC混合并联器件在桥式电路中存在的复杂开关时序及严重串扰问题,提出了一种变时序有源钳位驱动电路。该驱动电路由时序切换单元和串扰抑制单元组成,通过调节RC延时电路中的电阻值,在单驱动信号下实现4种典型时序的切换;同时,利用辅助开关管搭建低阻抗回路,在发生串扰时对串扰电流进行分流,从而抑制串扰电压尖峰。实验结果表明,开关时序Ⅰ下正向串扰电压尖峰由7 V降至-2.7 V,负向串扰电压尖峰由-11 V升至-8.7 V;开关时序Ⅱ下负向串扰电压尖峰由-12.5 V升至-8.6 V;开关时序Ⅳ下正向串扰电压尖峰由8 V降至-1.9 V。该电路不仅能实现4种开关时序控制,而且能显著降低正向及负向串扰,有效防止器件误导通与栅极击穿,提高了Si/SiC混合并联器件的可靠性。 展开更多
关键词 Si/SiC混合并联器件 开关时序 内部串扰 桥臂串扰 串扰抑制
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基于SiC导通比例与开关频率协同调控的Si/SiC混合器件综合热管理方法 认领 引用 被引量：3
4
作者 韩硕 涂春鸣 +3 位作者 龙柳 肖凡 肖标 郭祺 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2025年第13期5241-5254,I0026,共14页
SiC MOSFET和Si IGBT并联构成的Si/SiC混合器件(Si/SiC HyS)有效结合了Si IGBT的大载流能力、低成本与SiC MOSFET的高频、低开关损耗优势,突破了单一器件的性能桎梏。然而,非平稳工况下Si/SiC HyS内部结温波动分布不均衡,存在SiC MOSFE... SiC MOSFET和Si IGBT并联构成的Si/SiC混合器件(Si/SiC HyS)有效结合了Si IGBT的大载流能力、低成本与SiC MOSFET的高频、低开关损耗优势,突破了单一器件的性能桎梏。然而,非平稳工况下Si/SiC HyS内部结温波动分布不均衡,存在SiC MOSFET老化过速的问题。目前,针对Si/SiC HyS的热管理策略研究鲜有报道,而变开关频率作为单一器件中应用最为广泛的结温调节方法,难以调节Si/SiC HyS内部的结温差异,导致Si IGBT热容量利用率较低。考虑到SiC导通比例可利用Si IGBT的结温调节空间来降低SiC MOSFET的热应力,从多层级热管理视角出发,提出一种基于SiC导通比例DSiC与开关频率f协同调控的Si/SiC HyS综合热管理方法。所提热管理方法根据设定的结温波动阈值,对开关频率和SiC导通比例的目标参数域进行全面刻画,并实现f-DSiC参数的最短调节路径规划,最终将SiC MOSFET和Si IGBT结温波动平滑至同一阈值以内。实验结果表明,相较于变开关频率方法,采用所提综合热管理方法的Si/SiC HyS最大结温波动降低了24.31%,且任一负载波动下SiC MOSFET和Si IGBT的结温波动均被平滑至同一阈值以内,显著提高了Si/SiC HyS的整体使用寿命。 展开更多
关键词 Si/SiC混合器件 热管理方法 开关频率 SiC导通比例 结温波动
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基于驱动电压主动切换的Si/SiC混合器件结温波动平滑控制 认领 引用
5
作者 白丹 涂春鸣 +2 位作者 龙柳 肖凡 肖标 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2025年第16期5068-5080,共13页
Si/SiC混合器件兼具低成本、低损耗等优势,是支撑电力电子装备大容量、高可靠发展的重要器件。而负载电流变化引起的SiC MOSFET大幅结温波动,制约了Si/SiC混合器件整体寿命的提高。为解决该问题,该文详细分析驱动电压对混合器件开关轨... Si/SiC混合器件兼具低成本、低损耗等优势,是支撑电力电子装备大容量、高可靠发展的重要器件。而负载电流变化引起的SiC MOSFET大幅结温波动,制约了Si/SiC混合器件整体寿命的提高。为解决该问题,该文详细分析驱动电压对混合器件开关轨迹及损耗的影响,提出一种考虑驱动电压主动切换的Si/SiC混合器件结温波动平滑控制策略。所提策略通过在低电流负载区间采用SiC MOSFET损耗较高的驱动电压模式来补偿损耗,高负载电流区间则采用SiC MOSFET损耗较低的驱动电压模式来降低损耗,可以显著平滑Si/SiC混合器件中SiC MOSFET的结温波动,降低其与Si IGBT的结温波动差值,有效延长Si/SiC混合器件整体的剩余使用寿命。实验结果表明,任何负载波动下,该文所提驱动电压主动切换策略均可以将SiC MOSFET的结温波动平滑30%以上,同时SiC MOSFET与Si IGBT的结温波动幅值差减小84.4%。 展开更多
关键词 Si/SiC混合器件 SiC MOSFET 结温波动平滑 驱动电压模式 负载波动
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考虑驱动参数的Si/SiC混合器件损耗建模研究 认领 引用
6
作者 刘平 曹麒 +3 位作者 肖标 肖凡 郭祺 涂春鸣 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第10期133-144,共12页
针对SiC MOSFET与Si IGBT并联构成的Si/SiC混合器件在不同驱动参数下损耗模型精度低问题,提出一种基于驱动参数的损耗建模方法.首先,在两种典型开关时序下分段分析Si/SiC混合器件的暂态过程.其次,基于驱动电压与驱动电阻构建损耗模型.最... 针对SiC MOSFET与Si IGBT并联构成的Si/SiC混合器件在不同驱动参数下损耗模型精度低问题,提出一种基于驱动参数的损耗建模方法.首先,在两种典型开关时序下分段分析Si/SiC混合器件的暂态过程.其次,基于驱动电压与驱动电阻构建损耗模型.最后,搭建双脉冲测试与稳态参数测量实验平台,在不同驱动电阻、不同负载电流与不同驱动电压条件下验证模型的准确性.实验结果表明,开关时序Ⅰ下开通损耗与关断损耗模型的拟合度分别达到97.61%和99.20%;在开关时序Ⅱ下,开通损耗与关断损耗模型的拟合度分别为97.83%和97.66%. 展开更多
关键词 功率半导体器件 SiC MOSFET Si IGBT 混合器件 损耗 驱动参数
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具有n+埋层和L型场板的Si/SiC异质结沟槽LDMOS器件 认领 引用 被引量：1
7
作者 康怡 刘东 +2 位作者 卢山 鲁啸龙 胡夏融 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第2期134-140,共7页
Si/4H-SiC异质结构能够同时结合Si材料的成熟工艺和SiC材料的宽禁带特性,在功率器件设计中具有巨大潜力。提出了一种具有n+埋层和L型场板的Si/SiC异质结沟槽横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件。位于Si/SiC异质结界面SiC侧的重掺杂n... Si/4H-SiC异质结构能够同时结合Si材料的成熟工艺和SiC材料的宽禁带特性,在功率器件设计中具有巨大潜力。提出了一种具有n+埋层和L型场板的Si/SiC异质结沟槽横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件。位于Si/SiC异质结界面SiC侧的重掺杂n+埋层能够有效降低界面势垒宽度,增强电子隧穿效应,降低界面电阻,进一步降低比导通电阻。位于厚氧化层角落并与漏极相连的L型场板通过在SiC漂移区和厚氧化层之间产生高电场,重塑器件横向和纵向电场强度分布,将击穿点从表面转移至体内,提高击穿电压。仿真结果表明,与传统SiC LDMOS器件相比,该器件的品质因数从109.29 MW/cm2提升至159.92 MW/cm2,提高了46.36%,进一步改善了LDMOS器件导通电阻和击穿电压之间的折中关系,器件性能得到优化。 展开更多
关键词 横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS) Si/4H-SiC异质结 n+埋层 L型场板 功率品质因数
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Microstructure and properties of Al/Si/SiC composites for electronic packaging 认领 引用 被引量：22
8
作者 朱晓敏 于家康 王新宇 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第7期1686-1692,共7页
The Al/Si/SiC composites with medium volume fraction for electronic packaging were fabricated by gas pressure infiltration.On the premise of keeping the machinability of the composites,the silicon carbide particles,wh... The Al/Si/SiC composites with medium volume fraction for electronic packaging were fabricated by gas pressure infiltration.On the premise of keeping the machinability of the composites,the silicon carbide particles,which have the similar size with silicon particles（average 13 μm）,were added to replace silicon particles of same volume fraction,and microstructure and properties of the composites were investigated.The results show that reinforcing particles are distributed uniformly and no apparent pores are observed in the composites.It is also observed that higher thermal conductivity（TC） and flexural strength will be obtained with the addition of SiC particles.Meanwhile,coefficient of thermal expansion（CTE） changes smaller than TC.Models for predicting thermal properties were also discussed.Equivalent effective conductivity（EEC） was proposed to make H-J model suitable for hybrid particles and multimodal particle size distribution. 展开更多
关键词 Al/Si/SiC composite electronic packaging thermal properties flexural strength
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基于热网络分区等效策略的Si/SiC混合器件耦合热参数辨识方法 认领 引用 被引量：6
9
作者 龙柳 肖凡 +2 位作者 涂春鸣 肖标 郭祺 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期3718-3731,共14页
由硅(Si)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)与碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)并联构成的混合器件可打破单一Si基器件和SiC基器件的局限性,实现损耗和成本间的有效均衡。结温估计对于Si/SiC混合器件的可靠运行至关重要,然而,... 由硅(Si)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)与碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)并联构成的混合器件可打破单一Si基器件和SiC基器件的局限性,实现损耗和成本间的有效均衡。结温估计对于Si/SiC混合器件的可靠运行至关重要,然而,目前针对热监测的研究往往需满足热稳态平衡和功率损耗可测两大条件,在实际变流器中实用性较低。基于此,该文以零输入响应法为切入点,首先,对Si/SiC混合器件热结构特性进行分析,详细阐述零输入响应法直接应用于混合器件时所带来的高阶热约束条件难以表征的问题;其次,通过对SiIGBT与SiC MOSFET进行热网络分区处理实现模型的降阶,构建出壳温降温曲线时间常数与热参数之间的约束关系,提出了基于热网络分区等效思想的混合器件耦合热参数辨识方法,所提方法简化了功率损耗测量步骤与热平衡态条件,在并联器件耦合热参数辨识研究中具有简单、通用、流程化高的应用优势;最后,通过实验验证了该文所提方法的准确性和有效性。 展开更多
关键词 耦合热参数辨识 Si/SiC混合器件 热网络分区 热时间常数 热约束
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Si/SiC混合开关最优门极延时及其在逆变器中的应用 认领 引用 被引量：3
10
作者 周郁明 穆世路 +2 位作者 杨华 王兵 陈兆权 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1468-1473,共6页
由大电流硅绝缘栅双极型晶体管(Silicon Insulated-Gate Bipolar Transistor,Si IGBT)和小电流碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Silicon Carbon Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,SiC MOSFET)并联构成的Si/SiC... 由大电流硅绝缘栅双极型晶体管(Silicon Insulated-Gate Bipolar Transistor,Si IGBT)和小电流碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Silicon Carbon Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,SiC MOSFET)并联构成的Si/SiC混合开关具有低成本、高效率的特点. Si/SiC混合开关门极关断延时的控制是提高混合开关效率的关键因素.本文首先研究了在不同工作电流下Si/SiC混合开关关断损耗随门极关断延时的变化,结果表明,Si/SiC混合开关有一个最优的关断延时,此时混合开关的关断损耗最低,并且最优门极关断延时随混合开关工作电流的增大而减小.将所得到的Si/SiC混合开关最优门极关断延时应用在单相全桥逆变器中,实验结果表明,逆变器的转换效率比同等条件下固定关断延时的最高转换效率提高了0.67%. 展开更多
关键词 Si/SiC混合开关 关断延时 逆变器 转换效率
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考虑驱动电压与开关时序协同调控的Si/SiC混合器件开关策略 认领 引用 被引量：2
11
作者 肖标 涂春鸣 +3 位作者 郭祺 肖凡 龙柳 刘平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4904-4914,I0025,共11页
硅基(Si)绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和碳化硅基(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)并联组成的Si/SiC混合器件,已被证实具有SiC MOSFET的高... 硅基(Si)绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和碳化硅基(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)并联组成的Si/SiC混合器件,已被证实具有SiC MOSFET的高开关频率、低开关损耗特性和Si IGBT的大载流能力、低成本的优势。然而,目前Si/SiC混合器件性能提升的研究并未兼顾效率和可靠性,且存在调控手段单一的劣势。基于此,该文详细分析不同负载电流下驱动电压、开关时序等调控参数对Si/SiC混合器件损耗和电应力的影响,提出一种考虑驱动电压与开关时序协同调控的Si/SiC混合器件开关策略。所提开关策略通过不同电流区间采用驱动电压与开关时序相配合的方式,在保障Si/SiC混合器件可靠性的前提下,提高其运行效率。该文搭建双脉冲测试实验平台与稳态参数测量实验平台对所提开关策略进行验证。实验结果表明,相较于传统开关策略,Si/SiC混合器件采用本文所提开关策略在开通损耗、关断损耗以及导通损耗方面分别减少13%、21%和32%。 展开更多
关键词 碳化硅基(SiC) Si/SiC混合器件 驱动电压 开关时序 开关策略
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C/SiC材料表面Si/SiC涂层及其对基底结构的影响 认领 引用 被引量：3
12
作者 李俊生 张长瑞 +1 位作者 曹英斌 张玉娣 《复合材料学报》 EI CAS 北大核心 2006年第6期144-148,共5页
采用泥浆预涂层反应法在C/SiC复合材料表面制备Si/SiC涂层。通过理论计算和实验确定了制备致密不开裂涂层的泥浆配比;研究了埋粉烧结和气相硅真空反应烧结2种不同烧结气氛对Si/SiC涂层微观形貌和成分的影响;比较了单涂层和双涂层2种不... 采用泥浆预涂层反应法在C/SiC复合材料表面制备Si/SiC涂层。通过理论计算和实验确定了制备致密不开裂涂层的泥浆配比;研究了埋粉烧结和气相硅真空反应烧结2种不同烧结气氛对Si/SiC涂层微观形貌和成分的影响;比较了单涂层和双涂层2种不同涂层制备方法对C/SiC复合材料基底结构的影响;用SEM观察涂层形貌,用XRD分析涂层成分与晶体结构。结果表明:泥浆中C∶Si(质量比)在1∶1.25左右制备的涂层不开裂;埋粉烧结制备的涂层成粉,而气相硅真空反应烧结制备的涂层致密且与基底结合好;单涂层法制备涂层后基底材料致密度高,而双涂层法制备涂层后基底仍然保持多孔结构。 展开更多
关键词 Si/SiC涂层 埋粉烧结 真空反应烧结
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Vacuum brazing of Si/SiC ceramic composite and Invar alloy using TiSOCu-W filler metals 认领 引用 被引量：2
13
作者 张华 黄继华 +2 位作者 张志远 赵兴科 陈树海 《China Welding》 EI CAS 2012年第1期76-80,共5页
Si/SiC ceramic composite and lnvar alloy were successfidly joined by vacuum brazing using Ti5OCu-W filler metals into which W was added to release the thermal stress of the brazed joint. Microstructures of the brazed ... Si/SiC ceramic composite and lnvar alloy were successfidly joined by vacuum brazing using Ti5OCu-W filler metals into which W was added to release the thermal stress of the brazed joint. Microstructures of the brazed joints were irwestigated by scanning electron micrascope （SEM） and energy dispersive spectrometer （EDS）. The mechanical properties of the brazed joints were measured by shearing tests. The results showed that the brazed joints were composed of Ti-Cu phase, W phase and Ti-Si phase. W had no effect on the wettability and mobility of the .filler metals. The growth of Ti2 Cu phase was restrained, and the reaction between ceramic composite and filler metals was weakened. The specimen, brazed at 970°C for 5 rain, had the maximum shear strength of 108 MPa at room temperature. 展开更多
关键词 Si/SiC ceramic composite lnvar alloy brazing Ti50Cu-W filler metals
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纳米Fe_3 Si/SiC吸收剂的制备及电磁参数的调节 认领 引用 被引量：2
14
作者 陈志彦 王军 李效东 《宇航材料工艺》 CAS 北大核心 2010年第4期33-36,共4页
采用聚二甲基硅烷(PDMS)和二茂铁合成了聚铁碳硅烷(PFCS),PFCS高温烧成可制成磁性纳米Fe3Si/SiC复合陶瓷吸收剂。研究了铁含量、烧成温度和保温时间等因素对吸收剂电磁参数的影响。结果表明:随着铁含量增加、烧成温度提高和保温时间延长... 采用聚二甲基硅烷(PDMS)和二茂铁合成了聚铁碳硅烷(PFCS),PFCS高温烧成可制成磁性纳米Fe3Si/SiC复合陶瓷吸收剂。研究了铁含量、烧成温度和保温时间等因素对吸收剂电磁参数的影响。结果表明:随着铁含量增加、烧成温度提高和保温时间延长,吸收剂的复介电常数的ε'、ε″和εr明显增大。 展开更多
关键词 纳米Fe3Si/SiC陶瓷复合吸收剂 聚铁碳硅烷 电磁参数
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C/SiC陶瓷基复合材料表面Si/SiC涂层制备 认领 引用 被引量：1
15
作者 张玉娣 张长瑞 李俊生 《材料工程》 EI CAS 北大核心 2004年第10期29-31,35,共3页
采用新的泥浆预涂层 -反应烧结工艺在 C/ Si C复合材料表面制备 Si/ Si C致密涂层 ,重点研究了原材料、工艺条件对涂层性能的影响 ;采用 XRD分析涂层的组分及晶体结构 ,采用 SEM分析涂层的断口形貌。结果显示 ,采用 MC为胶粘剂、较低的... 采用新的泥浆预涂层 -反应烧结工艺在 C/ Si C复合材料表面制备 Si/ Si C致密涂层 ,重点研究了原材料、工艺条件对涂层性能的影响 ;采用 XRD分析涂层的组分及晶体结构 ,采用 SEM分析涂层的断口形貌。结果显示 ,采用 MC为胶粘剂、较低的裂解升温速度制备的预涂层性能最好 ;无 Si气氛存在直接高温烧结制备涂层性能差 ,而在真空环境下、 14 5 0～ 16 0 0℃温度范围高温烧结能够制备出致密的 Si/ Si C涂层 。 展开更多
关键词 C/SiC陶瓷基复合材料 预涂层 反应烧结 Si/SiC涂层
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Novel Si/SiC heterojunction lateral double-diffused metal-oxide semiconductor field-effect transistor with p-type buried layer breaking silicon limit 认领 引用
16
作者 Baoxing Duan Xin Huang +2 位作者 Haitao Song Yandong Wang Yintang Yang 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第4期605-609,共5页
A novel silicon carbide(SiC) on silicon(Si) heterojunction lateral double-diffused metal-oxide semiconductor fieldeffect transistor with p-type buried layer(PBL Si/SiC LDMOS) is proposed in this paper for the first ti... A novel silicon carbide(SiC) on silicon(Si) heterojunction lateral double-diffused metal-oxide semiconductor fieldeffect transistor with p-type buried layer(PBL Si/SiC LDMOS) is proposed in this paper for the first time.The heterojunction has breakdown point transfer(BPT) characteristics,and the BPT terminal technology is used to increase the breakdown voltage(BV) of Si/SiC LDMOS with the deep drain region.In order to further optimize the surface lateral electric field distribution of Si/SiC LDMOS with the deep drain region,the p-type buried layer is introduced in PBL Si/SiC LDMOS.The vertical electric field is optimized by Si/SiC heterojunction and the surface lateral electric field is optimized by the p-type buried layer,which greatly improves the BV of device and alleviates the relationship between BV and specific on-resistance(Ron,sp).Through TCAD simulation,when the drift region length is 20 μm,the BV is significantly improved from 249 V for the conventional Si LDMOS to 440 V for PBL Si/SiC LDMOS,increased by 77%;And the BV is improved from 384 V for Si/SiC LDMOS with the deep drain region to 440 V for the proposed structure,increased by 15%.The figure-of-merit(FOM) of the Si/SiC LDMOS with the deep drain region and PBL Si/SiC LDMOS are 4.26 MW/cm2 and 6.37 MW/cm2,respectively.For the PBL Si/SiC LDMOS with the drift length of 20 μm,the maximum FOM is 6.86 MW/cm2.The PBL Si/SiC LDMOS breaks conventional silicon limit. 展开更多
关键词 Si/SiC heterojunction LDMOS breakdown voltage specific on-resistance
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离心场强化晶硅切割废料Si/SiC分离过程油水分相 认领 引用
17
作者 王占奎 王东 +2 位作者 王志 马文会 万小涵 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期118-125,共8页
对切割料中Si和Si C的高效分离进行了研究,利用晶硅切割废料中Si和Si C表面性质的差异,向浆料中加入柴油并充分乳化,使SiC吸附在油滴上实现Si/SiC分离,对乳化后的浆料施加离心力强化油水分相,调节浆料pH值改变颗粒表面Zeta电位,调控乳... 对切割料中Si和Si C的高效分离进行了研究,利用晶硅切割废料中Si和Si C表面性质的差异,向浆料中加入柴油并充分乳化,使SiC吸附在油滴上实现Si/SiC分离,对乳化后的浆料施加离心力强化油水分相,调节浆料pH值改变颗粒表面Zeta电位,调控乳化后的油滴大小,研究了Si/Si C分离效果、分相时间与浆料pH的关系及附有Si C的油滴表观密度与油滴直径的关系,对乳化后的浆料分别施加超重力系数为10, 50, 100, 150和200的离心力,考察了离心时间2 min时的分相效果和Si/SiC分离效果。结果表明,常重力场中,油滴尺寸越小,分相时间越长,但Si C去除效果变好,pH=7时,水相Si C含量为4.23wt%。油滴直径小于64?m时,油滴在浆料中不可上浮。离心场中,超重力系数为100, p H=7时,水相中Si C含量为5.47wt%,分相时间由460 min缩短为2 min。通过对离心场中Si C的受力分析解析了离心场中Si C在油滴表面的赋存状态,证实离心场作用下,Si C沿油滴表面向离心力方向移动使油滴对Si C的吸附力减小。 展开更多
关键词 切割料 Si/SiC分离 离心强化 相分离
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基于UIS测试的Si/SiC级联器件雪崩特性分析 认领 引用
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作者 周郁明 王倩 +1 位作者 张秋生 刘航志 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期113-121,131,共9页
与机械式断路器相比,使用半导体功率器件构成的直流固态断路器在响应时间方面有较大的优势。由低压硅金属—氧化物—半导体场效应晶体管(Si MOSFET)和高压碳化硅结型场效应晶体管(SiC JFET)构成的Si/SiC级联型器件具有优异的开断特性。... 与机械式断路器相比,使用半导体功率器件构成的直流固态断路器在响应时间方面有较大的优势。由低压硅金属—氧化物—半导体场效应晶体管(Si MOSFET)和高压碳化硅结型场效应晶体管(SiC JFET)构成的Si/SiC级联型器件具有优异的开断特性。半导体功率器件可靠性一直是直流固态断路器所关注的焦点问题,非箝位感性负载开关(unclamped inductive switching,UIS)测试是评估半导体功率器件可靠性的重要方法。文中通过实验和仿真的方式分析了Si/SiC级联器件在非箝位感性负载开关过程的雪崩特性。首先,通过增加器件导通时间得到了不同负载电流下的雪崩特性,结果表明,随着导通时间的增加,Si/SiC级联器件在雪崩期间出现了雪崩电压下降的异常特性。随后,通过分立式Si/SiC级联器件进行UIS测试,发现异常特性是由于SiC JFET在雪崩期间出现导通而形成的。最后,通过Si/SiC级联器件的三维电—热耦合仿真,结果表明雪崩期间SiC JFET芯片栅极铝金属层和键合线温度升高,导致SiC JFET栅极等效电阻增加,最终使得SiC JFET在雪崩期间出现导通。 展开更多
关键词 固态断路器 Si/SiC级联器件 雪崩特性 电—热耦合仿真
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(Ti-50Cu)+Nb钎料钎焊Si/SiC复相陶瓷与殷钢 认领 引用
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作者 张华 田亮 +2 位作者 黄继华 赵兴科 陈树海 《焊接》 北大核心 2011年第3期42-44,48,共3页
采用真空钎焊方法,以Ti50Cu+Nb钎料连接Si/SiC复相陶瓷与殷钢。采用扫描电镜进行接头显微组织结构分析,并研究了Nb含量对接头力学性能的影响。结果表明:采用Ti50Cu+Nb钎料连接Si/SiC复相陶瓷与殷钢,可获得连接良好、组织致密的接头,Nb含... 采用真空钎焊方法,以Ti50Cu+Nb钎料连接Si/SiC复相陶瓷与殷钢。采用扫描电镜进行接头显微组织结构分析,并研究了Nb含量对接头力学性能的影响。结果表明:采用Ti50Cu+Nb钎料连接Si/SiC复相陶瓷与殷钢,可获得连接良好、组织致密的接头,Nb含量40%(体积分数)、钎焊温度970℃、保温时间5 min时,接头室温剪切强度达到最大值122.2 MPa。 展开更多
关键词 Si/SiC复相陶瓷 殷钢 Ti50Cu+Nb钎料 真空钎焊
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轻型高强Al-Si/SiC复合材料反射镜的制备与性能 认领 引用
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作者 苑永涛 吴海鹰 +1 位作者 刘红 方敬忠 《航天返回与遥感》 2014年第5期25-30,共6页
文章采用反应烧结工艺制备 Si/SiC 材料，然后通过真空扩散渗铝工艺制备了 Al-Si/SiC 复合材料。通过精确调控浸渗合金的铝浓度使制备的Al-Si/SiC复合材料具有可控的热膨胀系数，利用该工艺制备出热膨胀系数连续可调（4.6×10-6K-1~... 文章采用反应烧结工艺制备 Si/SiC 材料，然后通过真空扩散渗铝工艺制备了 Al-Si/SiC 复合材料。通过精确调控浸渗合金的铝浓度使制备的Al-Si/SiC复合材料具有可控的热膨胀系数，利用该工艺制备出热膨胀系数连续可调（4.6×10-6K-1~8.7×10-6K-1，0~40℃）的 Al-Si/SiC 复合材料，其力学性能优异，经检测密度为2.86g/cm3，弹性模量为236GPa，断裂韧性为6.1MPa＆#183;m1/2，可采用线切割、铣磨、钻孔、攻丝等手段加工，相比SiC陶瓷材料更易于高精度机械加工。扫描电子显微镜分析表明，制备的Al-Si/SiC复合材料均匀、致密，光学抛光后表面粗糙度均方根值达到1.017 nm。各项测试数据表明， Al-Si/SiC复合材料作为反射镜可以满足空间光学的应用。 展开更多
关键词 Al-Si/SiC复合材料 真空扩散渗铝 热膨胀系数 表面粗糙度
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