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关键词： Ballistic transport   Electronic structure   Quantum transport   2-dimensional systems   MOSFET   Semiconductor compounds   Density functional calculations   Nonequilibrium Green's function  

摘要： Two-dimensional (2D) anisotropic semiconductors, such as black phosphorene, show strong potential in ultrascaled metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) as the anisotropic electronic structure is highly beneficial in boosting the device performance at sub-10-nm gate length regime. Metallic graphenelike borophene can be halogenated to form a stable monolayer family of B4X4 (X = F,Cl,andBr) whose highly anisotropic semiconducting electronic structures suggest a potential in ultrascaled MOSFET applications. Here, we computationally explore the quantum transport properties of B4X4 monolayers as high-performance (HP) 5-nm MOSFETs. The HP on-state current of the n-type 5-nm monolayer B4X4 MOSFETs can reach over 3000 µA/µm at 5-nm gate length regime, thus fulfilling the ITRS requirement of HP devices. Of note, by analyzing the physical relationship between the anisotropic electronic structures (transport effective mass m// and density of states mDOS), we show that large electronic anisotropy does not immediately guarantee high performance. An overly large m// or mDOS would suppress the saturation current and lead to limited HP on-state current of monolayer B4X4, thus revealing a balance between the effective masses is needed when designing 2D semiconductor MOSFETs. This work provides insights and design guidelines for the development of next-generation nanoelectronic devices based on the exceptional transport properties of 2D anisotropic channel materials.

关键词： Gallium compounds  

摘要： In this work, we report the out-diffusion and uphill-diffusion of Mg inside the (100) β-Ga2O3 epilayer and substrate. The Mg accumulates towards the (100) surface upon annealing under an oxidizing environment, whereas the concentration profile changes with annealing temperature and time. Furthermore, the out-diffusion of Mg from the substrate into the epilayer is observed at temperatures above 800 ℃, which continues during the film growth. The substitutional-interstitial-diffusion (SID) mechanism is suggested to be the driving mechanism for the former, and the latter is related to the diffusion of mobile Mg interstitials. The accumulation profile of Mg can be used to identify the interface between the epilayer and the substrate, which shows that the commonly observed interfacial Si peak might be a heavily doped layer at the beginning of the epitaxy process. Furthermore, significant differences in device performance are observed for power transistors fabricated on annealed and non-annealed epitaxial β-Ga2O3 wafers. Increased breakdown voltages of annealed samples are attributed to the Mg diffusion into the first few nanometers of the epitaxial layer close to the interface to the semi-insulating substrate, leading to a thorough compensation of residual dopants in that region. © 2024, CC BY.

关键词： 变电一次变压器   高压开关   可靠性分析   提升策略  

摘要： 本文着重探讨了变电一次变压器高压开关可靠性的影响因素和分析方法,并对提升变电一次变压器高压开关可靠性的有效策略展开了相关研究,以有效提升变电一次变压器高压开关的可靠性,确保电力系统运行的安全性,实现更加稳定且不间断的电力供应.

关键词： 输入串联输出并联型双有源桥(ISOP-DAB)变换器   多模块功率不平衡   参数差   异估计方法   串联侧均压  

摘要： 针对三电平半桥型输入串联输出并联(ISOP)型双有源桥(DAB)变换器的各模块参数差异而导致的模块功率不均衡传输问题,该文首先分析多模块功率不平衡原因,然后提出基于三重移相(TPS)调制的串联侧功率平衡策略。针对ISOP系统多模块间参数差异问题,提出多模块参数差异估计方法,该方法无需增加额外的电流或电压传感器,通过注入强制分量作为扰动而采集反映模块差异的特征量变化,对控制量进行补偿实现多模块功率平衡。仿真和实验结果表明,在多种扰动条件下,所提功率平衡方法可实现样机串联侧均压,在输出电压24V工况和10~435W功率范围下,系统在所提控制策略下能明显提高串联侧的电压平衡,工作效率达到90%以上。

关键词： 电容式电压互感器   电压并列   二次反充电   全站失压  

摘要： 倒母操作和电容式电压互感器(CVT)停电检修时可能发生二次电压并列,如果某个CVT一次失电就会造成带电CVT通过异常并列回路向失电CVT反向充电的故障。这会引发电压回路电流剧增、空开跳闸,造成电压尽失进而导致保护拒动或误动、全站失压等。深入分析了二次反充电故障原理,对某变电站CVT反充电故障进行Simulink建模仿真,仿真结果与计算值一致,并总结了预防故障发生的有效措施。

关键词： 永磁电机   噪声   线性自抗扰控制   扩张状态观测器   sigmoid滤波器  

摘要： 相比燃油拖拉机,电动拖拉机具有节能高效、绿色清洁的优点。分布式驱动电动拖拉机结构简单、控制维度多,能进一步提高电动拖拉机的工作效率和作业精度。但是电机检测转速噪声导致轮毂电机速度波动严重,复杂路面及多种作业工况下进一步加剧了上述问题,严重降低了拖拉机的作业质量。针对上述问题,该研究提出一种基于sigmoid滤波器的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)以提高轮毂电机的转速稳定性和抗扰动能力。该控制策略在传统LADRC的基础上引入sigmoid滤波器至扩张状态观测器(extended state observer,ESO),根据输入噪声信号误差变化改变滤波器带宽,以抑制观测误差中的中高频干扰信号,同时避免滤波器积分环节对轮毂电机速度跟踪快速性的影响,具有较快的收敛性。搭建试验平台对所提出控制策略进行试验验证,结果表明:与传统LADRC策略相比,本文所提控制策略在变速和变载工况下的转速脉动分别减小了32%和41.67%,iq电流脉动分别减小了6.25%和4.17%,可在快速、准确跟踪给定转速的同时,大幅提高轮毂电机驱动系统的噪声抑制性能,为复杂环境下电动拖拉机高精度作业提供技术参考。

关键词： 波形生成函数   LabVIEW   FFT   滤波器  

摘要： 为了研究滤波器的滤波性能,采用LabVIEW设计了滤波器性能研究系统。通过LabVIEW中的波形生成函数输出幅值及频率可调的正弦波和白噪声2种信号,白噪声与正弦波叠加,通过滤波器输出正弦波信号,通过FFT输出正弦波的频谱特性。仿真结果表明:叠加有较小幅值噪声的正弦波信号通过一定的滤波器能够被不失真地滤波输出;当噪声的幅值较大时,滤波器输出的正弦波就会失真。调节滤波器的抽头数可以不失真的恢复出正弦波信号。所设计的系统界面直观、操作简单,可以应用于教学和科研。

关键词： 光伏发电   功率预测   小波包变换   相似日   门控循环单元   天牛须搜索算法  

摘要： 针对光伏功率序列的复杂多变特征,提出一种基于小波包变换(WPT)的门控循环单元(GRU)光伏功率组合预测方法。首先通过相关性分析挑选重要气象因子,并利用WPT将原始光伏功率序列分解为一组子序列;然后,提出一种基于莱维飞行天牛须搜索算法(LFBAS)的相似日选择方法,以选择相似于预测日的历史日作为输入数据集;最后,建立一组基于GRU网络的深度学习光伏功率预测模型,将每个子序列预测结果叠加得到光伏功率最终预测结果。仿真结果表明,该文所提出的预测方法在预测精度和计算效率方面具有显著优势。

关键词： 拖拉机   换挡规律   神经网络   速度修正   自适应换挡  

摘要： 拖拉机牵引不同农机具完成不同作业,其作业要求随着牵引机具的不同而变化。针对大功率拖拉机在不同工况下作业要求不同的问题,提出一种多工况换挡自适应控制方法。分析不同工况对拖拉机动力性经济性的要求,以滑转率、油门开度和速度为参数,根据工况要求计算兼顾动力性和经济性的理论换挡规律,采用神经网络离线训练换挡规律实现挡位智能控制;针对重载荷下随机载荷波动导致循环换挡问题,引入加速度和油门开度变化量作为参数,利用模糊逻辑判断拖拉机负载和驾驶员操作意图得到速度修正系数,对换挡速度进行修正,扩大挡位使用范围;通过对拖拉机纵向动力学分析,利用Simulink搭建大功率拖拉机数学仿真模型,并建立变速箱换挡控制系统硬件在环仿真平台验证换挡策略的有效性。仿真结果表明,在燃油经济性方面,道路运输和轻载荷作业工况燃油经济性分别下降5.78%、3.28%。在动力性方面,保证克服牵引阻力的同时,轻载荷和重载荷工况加速时间较快,速度波动减小且有效避免重载荷工况下循环换挡问题。

关键词： 多光伏源   微网   功率分配   自适应下垂控制  

摘要： 现有直流微网下垂控制普遍采用固定下垂值,因此存在电压恢复能力差且无法应对瞬时电压的问题,为此提出一种自适应比例下垂指数控制的多光伏源直流微网功率分配策略。基于归一化电流分配差值和变流器输出侧电压偏差值的函数,引入比例下垂指数(PDI)算法实现对微网负荷的功率比例分配。在此基础上引入下垂电阻自适应更新策略,借助两个下垂校正因子实时更新下垂电阻值,以解决电压恢复能力差和瞬时电压跌落的问题,同时消除传统下垂控制在电流分配和电压调节之间的矛盾。最后搭建实验样机对所提方案进行验证,实验结果表明所提方案实现了微网负荷的比例分配和负荷电压的快速恢复,从而提高系统的整体性能。