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电子开关的散热设计与可靠性提升
大电流电子开关面临严峻的散热挑战,TO-247封装MOSFET需配合散热器使用,热阻需控制在1.5℃/W以下。水冷散热方案可将功率密度提升至30W/cm³,适用于大功率变频器。某型号固态继电器采用铝基板直接键合(DBC)技术,结温降低20℃。寿命测试显示,结温每降低10℃,器件寿命延长1倍。最新研发的相变材料散热片,能在高温时吸收大量热量,特别适用于间歇性大电流冲击场景。
图4. 混合型热光移相器。(a)由金属与掺杂波导并联形成的加热器结构示意图。(b)输出光功率随加热器功耗的变化曲线。(c)光学相位随驱动功率的变化曲线。(d)与金属加热器的热光移相器响应曲线对比进展3. 悬臂梁波导热光移相器
前文所述的热光移相器都是通过结构优化来提高移相器的性能,不能解决热量从硅衬底耗散的问题。解决该问题有效的办法是刻蚀硅波导附近区域的二氧化硅与硅衬底,利用空气热导率低的特性将热量集中于波导附近,减少热量耗散,提高移相器移相效率。其中,比较典型的工作有,2011年新加坡IME的研究人员设计并实现了悬臂梁波导结构,如图5所示,采用干法刻蚀将硅波导附近的二氧化硅和下方120 μm厚的硅衬底去除,保留部分二氧化硅,形成波导几何支撑结构,克服了硅波导可能面临的断裂与塌陷问题。这种结构可以将热光移相器移相效率提升至0.49 mW/π,但是由于空气热导率低,移相器的上升时间和下降时间大约是144 μs和122 μs。因此,这种结构的移相器一般用于光模块等只需要进行工作点单次调节而不用反复调节的器件。
29、wn的缩写,意为散装零件装配.它是出口国将汽车零件散装运到国,再在国组装成整车并就地销售.12EGREGR即英文ExhaustGasRecycle的缩写,意为废气再循环系统.该系统是针对有害气体NO.而设置的排气净化装置.它将一部排气引入进气管与新混合气混合后进人气缸燃烧,以增加混合气的热容量,降低燃烧时的高温度,抑制NOv的生成.13ATFATF即英文AutomaticTransmissionFluid的缩写,意为自动变速器油“.该油是一种的高级润滑油,它不仅具有润滑、清洁,冷却的作用,还具有传递扭矩和液压以限制自动变速器的离合器和制动器工作的性能.14ECTECT即英文Em
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它的栅与其它电间是缘的。图(a)、(b)分别是它的结构示意图和代表符号。代表符号中的箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)。P沟道增强型MOS管的箭头方向与上述相反,如图(c)所示。
N沟道增强型MOS管的工作原理
(1)vGS对iD及沟道的控制作用
① vGS=0 的情况
从图1(a)可以看出,增强型MOS管的漏d和源s之间有两个背靠背的PN结。当栅——源电压vGS=0时,即使加上漏——源电压vDS,而且不论vDS的性如何,总有一个PN结处于反偏状态,漏——源间没有导电沟道,所以这时漏电流iD≈0。
图5. 悬臂梁波导热光移相器的扫描电镜图与测试结果图。为了实现更的热光移相器,2015年英属哥伦比亚大学研究人员采用多种方案结合的方式实现了一种超热光移相器,研究人员通过计算相邻不同宽度波导间的串扰,设计了一种高密度波导结构,并在波导周围进行了隔热槽与衬底掏空工艺。图6展示了移相器的结构和实验结果,与MZI测试结构相比,迈克尔逊干涉仪(Michelson Interferometer,MI)测试结构实现了对热量的重复利用,移相效率会提高一倍。实验测试移相效率是50 μW/π,上升时间和下降时间大约是780 μs和500 μs。