基于恒流源的增强型GaN动态导通电阻特性研究

动态导通电阻现象会导致GaN器件导通电阻增加,不仅会增大器件通态损耗,还会使器件温升更加显著,是限制GaN器件在高频度变换器中应用的重要因素之一。针对该现象,设计一种基于高速脉冲恒流源的动态导通电阻测试平台,并利用该平台分析了两款不同电压等级器件的导通电阻对断态电压应力、断态电压持续时间以及环境温度的影响。研究结果表明:当断态电压应力增大到两款器件各自额定电压的60%,两款器件的导通电阻分别较各自的标称值变化了15%和25%;断态电压持续时间增至100 s,两款器件的导通电阻分别较各自标称值变化了40%和81%;随着环境温度增大到125℃,两款器件的导通电阻分别较各自的标称值变化了102%和105%。GaN器件动态导通电阻现象较为显著,因此有必要在设计变换器时慎重地考虑GaN器件的工况,以保证在符合系统指标的前提下降低动态导通电阻的影响,从而提高GaN器件的效率。

GaN器件阈值电压漂移特性的研究

氮化镓(GaN)器件的阈值电压V_(TH)漂移是栅极可靠性问题之一,但常用的栅极电压扫描测试方法复杂,应力长期作用下的VTH漂移特性尚不明确。文中基于恒流注入法测量V_(TH),设计测量所需的mA级恒流源,使用微处理器采集数据,设计输出幅值可调的驱动电路用于GaN器件栅极加速老化;研究温度和不同类型的栅极电压应力长时间作用时V_(TH)的漂移特性。结果表明:随着器件温度的升高,V_(TH)仅表现出正向漂移,温度由25℃增加至125℃,增量为100℃引起的漂移量可达0.22 V;恒压应力下,V_(TH)的漂移方向与应力幅值V_(G_Stress)有关,3 V≤V_(G_Stress)<5 V时,V_(TH)正漂移,5 V≤V_(G_Stress)≤7 V时,V_(TH)负漂移,V_(G_Stress)=7 V时漂移量达到-0.39 V;动态应力下,V_(TH)仅表现出负漂移,较低频率f的应力引起的漂移更为显著,f=100 kHz时的漂移量达到-0.4 V。GaN器件V_(TH)漂移现象显著,因此有必要通过优化芯片设计与制造工艺等手段抑制V_(TH)漂移,提高GaN功率器件栅极可靠性。

基于电化学阻抗谱的锂离子电池内部温度监测方法综述

温度是锂离子电池状态监测的关键监测量,在电池的寿命预测、热失控预警和热管理决策等方面有着十分重要的作用。为此,从锂离子电池的内部温度监测(internal temperature monitoring,ITM)方法、温敏电参数和基于电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)的在线ITM方法3个方面对相关研究进行整理和分析。首先,介绍3种锂离子电池ITM方法,即温度传感器、电池热模型和EIS;然后,总结现有EIS温敏电参数的5种基本特性,并从7个维度对基于EIS的在线ITM方法进行分析。最后,综合现有研究,指出基于EIS的在线ITM方法面临的挑战和未来发展趋势。