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SiC MOSFET的可靠性及状态监测技术研究

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SiC MOSFET的可靠性及状态监测技术研究

作者：信金蕾天津理工大学

学位级别：硕士

碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)作为第三代宽禁带半导体器件凭借其开关速度快、功率密度高和耐压等级高等优点而被广泛应用在航空航天、轨道交通、电动汽车和新... 详细信息

碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)作为第三代宽禁带半导体器件凭借其开关速度快、功率密度高和耐压等级高等优点而被广泛应用在航空航天、轨道交通、电动汽车和新能源发电等领域。功率器件在电力电子装置中承担着电能变换与控制的重要任务,故其高可靠性是保证电力电子装置高效和安全运行的先决条件。然而,在严苛的工况下,SiC MOSFET的特性将发生较大的变化。对SiC MOSFET的结温(T)进行准确估计是实现其可靠性评估和寿命预测的重要基础。SiC MOSFET中偏压温度不稳定性(Bias Temperature Instability,BTI)引起的阈值电压(V)漂移是制约其性能提高的关键因素,可以使用SiC MOSFET的体二极管电压降(V)实现阈值电压的准确提取。SiC MOSFET老化故障的产生会极大影响电力电子装置的可靠运行,可以通过监测SiC MOSFET的通态漏-源电压降(V)的变化来诊断SiC MOSFET的键合线老化程度。本文以SiC MOSFET为研究对象,对其工作特性进行了详细的分析,并基于此,建立了一系列模型,提出了结温估计方法和状态监测方法,具体研究内容如下:(1)提出了SiC MOSFET的结温估计的方法。首先,从宽禁带半导体材料的物理特性入手,研究了SiC MOSFET的开通行为和漏极电流随温度变化的规律。其次,分析了阈值电压和载流子迁移率的温度依赖性对漏极电流的影响,证明了在开通过程上升阶段的漏极电流具有正温度系数。最后,使用开通过程上升阶段的漏极电流估计SiC MOSFET的结温。(2)提出了SiC MOSFET的阈值电压监测方法。首先,分析了SiC MOSFET的体效应和其对体二极管电压的影响机理。其次,研究了SiC MOSFET中BTI对体二极管电压的影响机理并对本文所研究的SiC MOSFET实施了高温栅极偏压实验。最后,在小测量电流下使用体效应下的体二极管电压在线监测阈值电压。(3)提出了SiC MOSFET的键合线老化监测方法。首先,分析了SiC MOSET通态漏-源电阻的温度依赖性,得到了其具有正温度系数的结论。其次,将通态漏-源电压分为封装电压和芯片通态漏-源电压两部分,提取了封装电路中的封装电阻,得到了SiC MOSFET的结温估计解析模型。最后,利用封装电压降来监测SiC MOSFET的键合线老化程度,并制定了监测键合线老化状态的流程图。

关键词： SiC MOSFET 状态监测结温阈值电压漂移键合线老化

计及热电耦合效应的SiC MOSFET阈值电压精确监测方法

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太阳能学报 2023年第2期44卷 445-452页

作者：杜明星信金蕾姚婉荣欧阳紫威天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室(天津理工大学) 天津300384 天津中科华盈科技有限公司天津300300 丹麦技术大学电气工程系灵比2800 Kgs

在研究SiC MOSFET的阈值电压、体二极管电压、漏-源极通态电阻温度依赖性的基础上,分析偏压温度不稳定性(BTI)引起的V_(TH)的漂移规律,并探究其对温敏电参数(TSEPs)的影响规律。另外,在充分考虑温度和BTI对V_(TH)共同作用的影响下,提出... 详细信息

在研究SiC MOSFET的阈值电压、体二极管电压、漏-源极通态电阻温度依赖性的基础上,分析偏压温度不稳定性(BTI)引起的V_(TH)的漂移规律,并探究其对温敏电参数(TSEPs)的影响规律。另外,在充分考虑温度和BTI对V_(TH)共同作用的影响下,提出在小电流注入时使用体效应下的体二极管电压监测SiC MOSFET阈值电压的方法。该方法可在不同的结温(T_(j))下监测阈值电压,为校正其他TSEPs测量结温的准确性提供帮助。理论和实验结果证明了该方法的可行性。

关键词：碳化硅功率MOSFET 状态监测温敏电参数偏压温度不稳定性

祛风润燥止痒溻渍方对慢性湿疹模型小鼠皮肤损伤及TLR4/NF-κB通路的影响

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时珍国医国药 2024年第5期 1110-1113页

作者：金蕾王万春江西中医药大学研究生院上海市第六人民医院江西中医药大学附属医院

目的探讨祛风润燥止痒溻渍方对慢性湿疹模型小鼠皮肤损伤及Toll样受体4/核转录因子-κB(TLR4/NF-κB)通路的影响。方法通过涂抹2,4-二硝基氯苯(DNCB)建立慢性湿疹模型小鼠模型。将造模后的小鼠按照随机数表法分为湿疹模型组、卤米松... 详细信息

目的探讨祛风润燥止痒溻渍方对慢性湿疹模型小鼠皮肤损伤及Toll样受体4/核转录因子-κB(TLR4/NF-κB)通路的影响。方法通过涂抹2,4-二硝基氯苯(DNCB)建立慢性湿疹模型小鼠模型。将造模后的小鼠按照随机数表法分为湿疹模型组、卤米松组、中药低剂量组、中药中剂量组、中药高剂量组、中西医结合组，并以正常小鼠为正常对照组，共7组，每组7只。干预2周后，观察各组小鼠的一般状况；ELISA检测各组小鼠血清中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-4、IL-6水平；HE检测皮肤组织病理学变化并进行评分；qRT-PCR检测皮肤组织TNF-α、IL-4、IL-6基因表达；Western blot检测湿疹皮肤组织TLR4、NF-κBp65蛋白表达。结果与正常对照组相比，湿疹模型组小鼠湿疹严重评分、血清中TNF-α、IL-4、IL-6水平、皮肤组织中TLR4、NF-κBp65表达、TNF-α、IL-4、IL-6 mRNA表达、病理学评分显著增加(P<0.05);与湿疹模型组相比，中药低、中、高剂量组、卤米松组、中西医结合组小鼠湿疹严重评分、血清中TNF-α、IL-4、IL-6水平、皮肤组织中TLR4、NF-κBp65表达、病理学评分显著降低，中药中、高剂量组、卤米松组、中西医结合组皮肤组织中TNF-α、IL-4、IL-6 mRNA表达显著降低，以中西医结合组变化最为显著(P<0.05)。结论祛风润燥止痒溻渍方可通过抑制TLR4/NF-κB通路减轻慢性湿疹模型小鼠皮肤损伤，且辅以西药治疗效果更佳。

关键词：慢性湿疹模型祛风润燥止痒溻渍方 TLR4/NF-κB通路皮肤损伤

应用咽鼓管功能声测法和阶跃式纯音线谱信号对健康成人咽鼓管开放功能的研究

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听力学及言语疾病杂志 2024年

作者：金蕾郑阳阳倪坤李晓艳上海交通大学医学院附属儿童医院耳鼻咽喉头颈外科

目的探究咽鼓管功能声测法合理的纯音声源信号频率区间,并初步建立正常值范围。方法选取31例健康成人受试者,分段采用3～6 kHz频带上间隔100 Hz的阶跃式纯音线谱信号作为声源进行咽鼓管功能声测法测试,分析结果。结果本研究发现3.5、... 详细信息

目的探究咽鼓管功能声测法合理的纯音声源信号频率区间,并初步建立正常值范围。方法选取31例健康成人受试者,分段采用3～6 kHz频带上间隔100 Hz的阶跃式纯音线谱信号作为声源进行咽鼓管功能声测法测试,分析结果。结果本研究发现3.5、4.3、4.35、4.5、4.65、4.8、5.0、5.15 kHz 8个频点通过率均较高,是较为合适的纯音信号频点;将这8个频率点上的线谱数据汇总后统计分析,计算出LVc值的95%可信区间,即95%的LVc值>5.5 dB,取整数后将6 dB设为LVc门限阈值。结论本研究发现咽鼓管功能声测法较合适的纯音线谱声源频率为3.5、4.3、4.35、4.5、4.65、4.8、5.0、5.15 kHz 8个频点,声源信号在吞咽动作发生前后约0.5～1秒范围内相对声压级超过6 dB幅值变化可作为咽鼓管有效开放指标。

关键词：咽鼓管功能纯音信号声测法

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浅议土的复杂性

岩土工程学报 2024年第5期46卷 1085-1093页

作者：李广信清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084

土的复杂性使人很难对其严密地定名与分类,几乎不可能精准地预测其行为。土的复杂性来源于其是天然的产物和碎散的颗粒集合体。土的天然属性使其具有三相组成,土中水成为土力学中理论上的难点,也常常是一切地质灾害与工程事故的根源。... 详细信息

土的复杂性使人很难对其严密地定名与分类,几乎不可能精准地预测其行为。土的复杂性来源于其是天然的产物和碎散的颗粒集合体。土的天然属性使其具有三相组成,土中水成为土力学中理论上的难点,也常常是一切地质灾害与工程事故的根源。土力学教学中所谓的土是被简单化了的,与大自然中的原状土有着很大的差别。土的碎散性使其受力变形性状与物理性质相耦合,在受力变形的过程中其组成、状态、结构都处于不断地变化中,这就是其力学性质非常复杂的主要原因。通过DDA(Discontinuous deformation analysis)分析揭示了土颗粒运动与土的各种变形特性间的联系;土的湿化试验表明了塑性应变是度量土的应力-应变特性的主要因素。人类与土之间有着长期的密切的关系,土作为人类的载体、材料、工具与武器,是人类须臾不可离开的东西。在长期的生活与生产过程中,人们积累了关于土的丰富的经验,也吸取了很多教训。至今经验性的方法仍然是在岩土工程的综合判断与工程决策中的基本方法。

关键词：复杂性自然的产物碎散组成经验论岩土三角形

“六微探学”:小学一年级科学微项目学习的实践研究

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中小学教师培训 2024年第1期 87-92页

作者：金蕾红杭州市富阳区教育发展研究中心浙江杭州311400

一年级科学微项目是指以微项目活动为载体开展的教学活动,从而达到激发学习兴趣,养成自主学习方式,促进学科思维深入、促进核心素养的进阶。针对一年级科学项目学习中出现“学习目标糅杂”“学习内容庞杂”“学习过程复杂”“学习评价... 详细信息

一年级科学微项目是指以微项目活动为载体开展的教学活动,从而达到激发学习兴趣,养成自主学习方式,促进学科思维深入、促进核心素养的进阶。针对一年级科学项目学习中出现“学习目标糅杂”“学习内容庞杂”“学习过程复杂”“学习评价繁杂”等问题,基于“六微探学”,以“微目标”“微主题”“微情境”“微计划”“微支架”“微评价”六个方面对一年级科学微项目进行实践探索。

关键词：微项目小学科学小幼衔接项目学习

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罗曼·先琴《脚下的冰》的空间叙事艺术

长江小说鉴赏 2024年第2期 66-69页

作者：金蕾安徽师范大学

当代俄罗斯新现实主义文学的代表作家罗曼·先琴的代表性作品《脚下的冰》讲述的是一位外省青年人恰辛数年的首都莫斯科的生活经历。先琴在其作品中尝试让空间占据叙事的主导，以开放式的空间结构包纳共时世界的多样形态，观照社会复杂... 详细信息

当代俄罗斯新现实主义文学的代表作家罗曼·先琴的代表性作品《脚下的冰》讲述的是一位外省青年人恰辛数年的首都莫斯科的生活经历。先琴在其作品中尝试让空间占据叙事的主导，以开放式的空间结构包纳共时世界的多样形态，观照社会复杂图景。高度都市化的莫斯科给人带来了严重都市焦虑，恰辛这一代人笼罩于异化的现实下始终处于非本真状态。小说中多种叙述手法交叉使用，丰富了人物主体建构，凸显出极大的叙事张力。本文借助空间叙事理论，从社会空间、心理空间和文本空间三个方面分析《脚下的冰》的空间叙事特色，剖析多层空间维度下先琴笔下的人物塑造，揭示出大都市化背景下以恰辛为代表的年轻一代的精神困境。

关键词：罗曼·先琴《脚下的冰》社会空间心理空间文本空间

敲减SMARCA4通过抑制胆固醇合成导致HT1080细胞铁死亡

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中国病理生理杂志 2024年第3期40卷 420-430页

作者：张戎金蕾邱泽宇葛远龙鞠振宇伍姝暨南大学教育部再生医学重点实验室衰老与再生医学研究院生命科学与技术学院广东广州510632 香港大学李嘉诚医学院生物医学学院中国香港999077 暨南大学暨赛国际-暨南大学联合研发中心广东广州510632

目的:探讨SMARCA4(SWI/SNF-related,matrix-associated,actin-dependent regulator of chromatin,subfamily A,member 4)在铁死亡中的作用和分子机制。方法:(1)培养人纤维肉瘤细胞系HT1080,设置对照[二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)]组和不同浓度(31.25、62.5和125 nmol/L)Ras选择性致死小分子3(Ras-selec‐tive lethal small molecule 3,RSL3;铁死亡诱导剂)处理组,每组3个复孔;利用Western blot检测细胞中SMARCA4蛋白水平。(2)利用2条小干扰RNA敲减HT1080细胞的SMARCA4基因,并将细胞分为阴性对照组和SMARCA4基因敲减(siSMARCA4-1和siSMARCA4-2)组,每组3个复孔;利用Western blot检测3组细胞中SMARCA4蛋白水平;利用高内涵细胞成像分析系统检测DMSO、坏死抑素2外消旋体(necrostatin 2 racemate,Nec-1s;坏死性凋亡抑制剂)、N-苯甲基氧化碳酰-缬氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-氯化丙酮[Z-VAD(OMe)-FMK,Z-VAD;广谱caspase抑制剂/凋亡阻断剂]和铁抑素1(ferrostatin-1,Fer-1;铁死亡抑制剂)处理后3组细胞的存活率;利用RT-qPCR和流式细胞术检测3组细胞的铁死亡指标:前列腺素内过氧化物合成酶2(prostaglandin-endoperoxide synthase 2,PTGS2)基因转录、脂质过氧化、总活性氧(reactive oxygen species,ROS)、不稳定铁池(labile iron pool,LIP)和谷胱甘肽;利用RT-qPCR检测3组细胞中铁代谢基因、调控铁死亡的ROS调节基因和胆固醇合成关键基因的转录水平;利用高内涵细胞成像分析系统检测胆固醇处理后3组细胞的存活率。(3)对已发表的在线数据进行共同差异基因分析和基因本体论(gene on‐tology,GO)富集分析。结果:(1)RSL3处理降低SMARCA4蛋白水平(P<0.05)。(2)敲减SMARCA4导致细胞铁死亡。(3)敲减SMARCA4不通过影响LIP或调控铁死亡的ROS调节基因的转录水平而导致铁死亡。(4)敲减SMARCA4影响细胞膜、脂筏相关通路和胆固醇合成;(5)补充胆固醇可以挽救敲减SMARCA4导致的铁死亡(P<0.01)。结论:铁死亡诱导剂RSL3处理降低人纤维肉瘤HT1080细胞中的SMARCA4蛋白水平,且敲减SMARCA4通过抑制胆固醇合成导致HT1080细胞铁死亡。

关键词： SMARCA4基因纤维肉瘤铁死亡脂质过氧化胆固醇

多次主动脉瓣手术患者植入新型免缝合生物心脏瓣膜的术后护理1例

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中国实用护理杂志 2024年第4期40卷 279-282页

作者：梁宝凤金蕾法天锷天津市胸科医院护理部天津300222

总结全国首例多次主动脉瓣手术患者植入新型免缝合生物心脏瓣膜围手术期的护理经验。护理主要内容包括:容量管理;出血及血小板减少症的预防与控制;心律失常监测与纠正;感染预防与控制;镇痛、镇静;相关并发症的预防;全程心理疏导及营养... 详细信息

总结全国首例多次主动脉瓣手术患者植入新型免缝合生物心脏瓣膜围手术期的护理经验。护理主要内容包括:容量管理;出血及血小板减少症的预防与控制;心律失常监测与纠正;感染预防与控制;镇痛、镇静;相关并发症的预防;全程心理疏导及营养支持等措施。经过精心治疗与护理,患者恢复良好,4 d后转出ICU,10 d后出院。

关键词：护理主动脉瓣手术新型免缝合生物心脏瓣膜