综述与评论

• 高温多层陶瓷电容器(HT-MLCCs)产业现状及发展趋势

  曲明山;杨秀玲;李元勋;杨邦朝;

  高温多层陶瓷电容器(High-Temperature Multilayer Ceramic Capacitor, HT-MLCCs)的核心关键技术主要为耐高温介质材料、金属电极浆料的研发，以及高温环境下的可靠性结构设计。通过对国内外典型企业产品及前沿技术研究的对比分析可知，我国在HT-MLCCs领域仍存在一定差距：工作温度范围相对有限；面向特殊应用场景的产品谱系尚不完善；在关键原材料成熟度、专用工艺装备自主化、产品迭代能力及可靠性数据积累方面仍需持续提升。结合宇航电子、新能源汽车、深井勘探等极端温度环境的应用需求，未来HT-MLCCs的发展趋势为超高温介质材料的开发、贱金属电极(BME)的技术优化，并持续推进产品向高频化、小型化、高密度集成化与功能模块化方向发展。

  2026年02期 v.45;No.408 126-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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• 锂离子电池主动均衡拓扑研究综述

  张玉冕;冬雷;

  电池主动均衡技术是提高电池组性能、延长其使用寿命的有效手段。通过文献调研与对比，系统分析了各类主动均衡拓扑的工作原理、优缺点及应用场景，重点探讨了基于电容、电感、变压器及开关阵列等各类主流拓扑的设计特点与性能表现。结果表明，基于开关电容的拓扑结构简单、成本低廉。基于电感的均衡拓扑在均衡效率与速度方面具有显著优势。而基于变压器的均衡拓扑凭借其隔离特性，便于模块化设计，适用于高电压、大容量电池组。此外，开关阵列作为电路选通与拓扑重构的关键模块，被各类均衡拓扑广泛使用。进一步分析了混合型均衡拓扑的整合潜力与优势。通过总结各类拓扑的适用条件与优化方向，为电池主动均衡技术的智能化、高效化发展提供理论参考。

  2026年02期 v.45;No.408 134-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 692K]
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研究与试制

• 光电双模态感知的有机晶体管及人工突触性能

  张文鑫;巫晓敏;严育杰;

  随着人工智能与类脑计算的快速发展，有机场效应晶体管在神经形态器件中展现出优异的可调控特性。传统有机神经形态器件往往受限于突触功能单一，难以满足多模态感知与复杂信息处理的需求。本研究基于IDTBT∶PS复合介质层构建了一种光电双模态有机突触晶体管。该器件通过光照调控实现了从开关晶体管到神经形态突触的功能重构，表现为光照后迟滞窗口扩大7.9 V、电导提升26倍、突触增强率达150%的特性变化。通过对器件在不同工作状态下的电学参数与突触特性进行表征，揭示了光照调控对沟道载流子浓度与驻极体电荷俘获行为的协同作用机理。该方法在保持优异电学性能的基础上实现了光控突触行为，为发展集感知、存储与计算于一体的多模态神经形态平台提供了新的器件范式。

  2026年02期 v.45;No.408 145-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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• 集成异质结二极管的4H-SiC半超结MOSFET

  张闯;张腾;黄润华;李士颜;柏松;

  为改善碳化硅(SiC)超结MOSFET体二极管的反向恢复特性并降低开关损耗，提出一种集成异质结二极管的超结MOSFET(SJH-MOSFET)新结构。该结构在栅槽底部引入与源极短接的P~+多晶硅，与4H-SiC漂移区构成异质结续流二极管；同时增设P~+屏蔽层并采用半超结设计以优化电场。基于TCAD的仿真对比分析表明，相较于传统双沟槽结构，新器件的击穿电压提升18.4%至1710 V,比导通电阻降低12.1%至1.45 mΩ·cm~2。异质结二极管有效抑制了少子注入，使反向恢复电荷降低60.9%;减小的栅-漏耦合面积则使米勒平台电荷降低79.2%,总开关损耗减少40.4%。该研究为同时优化动态特性与可靠性的高性能SiC功率器件设计提供了有效途径。

  2026年02期 v.45;No.408 150-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 681K]
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• 岩盐型高熵氧化物(MgCoNiCuZn)O的熔融盐法制备及其葡萄糖传感性能研究

  邵泽勇;李峻峰;张成杰;韩仕钰;杨超;

  开发准确高效的葡萄糖传感器是有效预防和治疗糖尿病的关键技术保障。基于高熵氧化物热力学稳定性高、催化活性强的优点，设计了(MgCoNiCuZn)O岩盐型高熵氧化物，研究熔融盐法和高温焙烧法对所制备高熵氧化物物相结构与传感性能的影响。XRD、SEM等测试表明，在熔盐体系中生长的(MgCoNiCuZn)O结晶度更高，表面形貌呈尺寸约1μm的不规则球体堆积。电化学测试和葡萄糖传感性能测试结果显示，该传感电极拥有更低的电荷转移阻抗和更大的电化学活性面积，在0.02～0.24 mM和0.24～1.04 mM两个浓度区间内，灵敏度分别为246.17μA·mM·cm~(-2)和91.73μA·mM·cm~(-2)。研究结果表明，熔融盐法可有效降低(MgCoNiCuZn)O的晶粒尺寸，改善其电化学性能，所制备的传感电极具有良好的灵敏度和抗干扰性，为传感活性材料的研究提供了新的思路。

  2026年02期 v.45;No.408 157-164+172页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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• 基于快速MPPT的压电能量收集电路设计

  刘敏宇;周玉斐;袁润之;

  为了契合绿色可再生能源发展理念，自供电环境能量收集系统已逐渐成为替代传统电池的高效解决方案，可克服传统电池在重量、尺寸及循环寿命等方面的局限性。针对压电源的时变特性，设计了一种基于其特性的快速最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)电路架构。对压电源的阻抗特性进行分析，采用了基于快速开关电容采样的开路电压采样MPPT算法，有效实现跟踪精度和动态响应速度的协同优化。最后，基于0.18μm BCD工艺对电路进行设计，仿真结果表明：MPPT的跟踪时间为0.36 ms,最大追踪精度可达99.4%。

  2026年02期 v.45;No.408 165-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 866K]
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• 三维集成锥形TGV互连结构信号传输性能分析与优化

  谭丽娟;黄根信;黄春跃;李鹏;

  玻璃通孔(Through Glass Via, TGV)是三维集成电路中重要的垂直互连结构。基于HFSS(High Frequency Structure Simulator)软件建立TGV电磁仿真模型，分析了信号频率、通孔最大直径、通孔高度、通孔最小直径对回波损耗(Return Loss,S_(11))的影响。采用响应曲面法设计了17组试验仿真计算，构建了TGV结构参数与回波损耗S_(11)的拟合模型，并结合遗传算法进行模型优化，最后通过仿真验证优化结果。结果表明：在1～10 GHz频段内，TGV的回波损耗S_(11)随着信号频率增大而减小；随着通孔最大直径、通孔高度、通孔最小直径的增大而减小。各结构参数对S_(11)的影响显著性排序为：通孔高度>最大通孔直径>最小通孔直径。最终得到TGV的最优参数组合为：通孔最大直径70μm、通孔高度400μm、通孔最小直径40μm。与基本模型相比，最优参数组合的回波损耗S_(11)减小近18.87%,实现了锥形TGV的结构优化。

  2026年02期 v.45;No.408 173-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 387K]
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• 面向光伏电站的储能电池设计与系统电压控制研究

  赵泽渊;王川;常晓慧;王立国;张蕾;

  针对光伏电站因间歇性与不确定性导致的电能浪费及电网电压波动问题，研究提出一种融合储能电池优化设计与系统电压协同控制的一体化解决方案。通过建立交直流侧混合储能架构，明确了直流侧储能平抑功率波动、交流侧储能承担电网调频的功能分工，并给出了基于量化模型的储能功率与容量配置方法。在控制层面，构建了光伏-储能协同的全局电压控制模型：光伏侧采用改进极值搜索法实现动态环境下快速精确的最大功率点跟踪；储能侧引入微分平滑控制理论，设计非线性电压-电流双环控制器，实现对直流母线能量的精确调节。实验结果表明，所提方案不仅使系统调频次数趋近于零，电压波动幅度降至±2%以内，恢复时间缩短至0.5 s,更将系统整体能效提升至93.8%,有效兼顾了运行稳定性、能源利用效率与电网辅助服务能力。

  2026年02期 v.45;No.408 180-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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• IGBT模块在机械振动与循环热载荷耦合作用下的疲劳失效机理研究

  刘堰祯;王维民;户东方;陈奕屹;

  为探究多物理场耦合作用下大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的内部损伤演化机理与疲劳寿命，基于Miner线性累积损伤等理论模型，通过有限元仿真分析，建立了IGBT在单一热载荷、单一振动载荷及跨时间尺度热-振耦合载荷下的疲劳寿命预测模型。仿真结果显示：热载荷对寿命的影响显著高于振动载荷，而热-振耦合条件会进一步加速材料退化，使疲劳寿命显著降低。为验证仿真结果，开展了直流功率循环加速老化实验，仿真与实验误差为24.05%,二者均表明危险部位主要集中在芯片和上焊接层区域，并从芯片位置向周围扩散。该研究对IGBT模块的可靠性评估、寿命预测及优化设计具有重要的工程参考价值。

  2026年02期 v.45;No.408 191-200+207页 [查看摘要][在线阅读][下载 1094K]
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• 一种高导热驱动电路板的热设计及热仿真分析研究

  李磊;黄向华;张天宏;

  功率密度的不断提升使热问题成为高可靠电机驱动模块设计的核心难题，在设计过程中必须有效解决电控模块热的产生、传递和耗散问题。针对FR-4环氧树脂覆铜板散热能力有限而金属基板加工难度大、成本高的问题，提出一种FR-4环氧树脂覆铜板结合金属散热过渡板的导热散热方案，选用顶部散热的MOSFET,将主要发热器件(如MOSFET、采样电阻等)布置在PCB背面，并借助高导热硅胶垫片实现与金属散热过渡板的绝缘热连接，构建元件至外部散热器的高效纵向热传导路径。利用ANSYS Icepak软件建立三维热模型，施加实际工况下的功率与边界条件，仿真结果显示在满载运行时最高结温低于95℃,相较于传统驱动电路板设计降温达30℃,可满足应用要求。该方案摒弃使用昂贵的金属基板，兼顾高效散热与高可靠性，适用于中小功率电源、LED驱动及电机控制等领域，为高性价比电路板热设计提供参考。

  2026年02期 v.45;No.408 201-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
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• 芳香族配体PEABr对钙钛矿/硅叠层太阳能电池性能的调控机制

  张强;潘云;祝业青;宋李江;刘艳;

  针对钙钛矿/硅叠层太阳能电池面临的界面电荷提取效率低和稳定性不足等问题，提出一种芳香族配体PEABr对钙钛矿/硅叠层太阳能电池性能的调控机制，以苯乙胺溴盐(PEABr)为代表的芳香族配体材料为研究对象，探究PEABr添加量对叠层电池性能的影响。通过SEM、XRD、PL光谱及J-V曲线等测试分析发现，当PEABr的摩尔分数为0.35%时，电池性能达到最佳：钙钛矿层结晶度高、表面致密光滑，缺陷态密度降低，载流子传输效率提升，开路电压达到1.2 V,填充因子为75%,光电转换效率提升至24.5%。相较于未修饰的电池，经0.35%摩尔分数PEABr修饰的电池，其光电转换效率提升了约32.4%。研究表明，芳香族配体材料的合理引入可优化界面结构与能级匹配，为提升叠层电池的效率与稳定性提供了新路径。

  2026年02期 v.45;No.408 208-216页 [查看摘要][在线阅读][下载 459K]
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• 用于无线通信的六频带陷波超宽带天线设计

  王征;徐艳红;王安义;侯建强;

  为解决超宽带系统易受窄带干扰的问题，设计了一款六陷波超宽带天线，尺寸为0.24λ×0.31λ×0.017λ。该天线基于矩形微带结构，结合渐进单极子与缺陷地技术，实现了3.17～15.66 GHz的超宽带工作。通过分别在微带线蚀刻U型槽、在辐射贴片刻蚀双开口环谐振器，并在接地板集成并行开口环结构，依次实现了5.35/7.38 GHz, 3.5/8.4 GHz和12.43/14.18 GHz六个陷波频点。测试表明，该天线能有效抑制WiMAX(3.33～3.67 GHz)、WLAN(4.89～5.82 GHz)、X波段(6.94～7.82 GHz)、ITU波段(8.18～8.65 GHz)及Ku波段上下行链路(上行11.88～12.98 GHz,下行13.82～14.53 GHz)的干扰，仿真与实测结果吻合良好，适用于超宽带通信系统。

  2026年02期 v.45;No.408 217-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 869K]
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技术与应用

• 柔性氢致变色胶带的制备与性能研究

  杨宏伟;王霜;刘方;杨文刚;蒋洪川;

  氢能是一种具有巨大应用潜力的未来新能源。鉴于氢易燃易爆的特性，在其储存、运输和使用过程中，需要密切关注氢泄漏的发生和防范。针对氢气泄漏检测的迫切需求，采用溶胶-凝胶法混合硅橡胶制备WO_3/Pd柔性氢致变色胶带。分析不同W/Pd比例与硅胶厚度对柔性氢致变色胶带变色性能的影响。研究发现，W/Pd质量比为100∶1时，胶带的变色效果最佳；硅胶厚度为0.75 mm时，胶带完全变色后的色差值达峰值26.56,变色效果最佳；在变色响应速度方面，胶带厚度为0.5 mm时，其色差值达到5仅需50 s,响应最为迅速；同时，柔性氢致变色胶带具有良好的气体选择性以及550%以上的断裂伸长率。本研究为氢致变色膜在不同应用场景下的优化设计提供了关键参考，能够实现泄漏点定位，助力其在氢能安全监测、氢气管道运输等领域更好地发挥作用。

  2026年02期 v.45;No.408 224-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K]
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• Sn63Pb37/ENIG和Sn10Pb90/ENIG焊点环境可靠性试验对比研究

  王钦;龙登成;李振远;罗晓斌;卢红波;

  随着球栅阵列(Ball Grid Array, BGA)封装技术向高密度化发展，焊点可靠性已成为影响器件寿命的关键因素。以Sn63Pb37和Sn10Pb90焊料在电镀镍浸金(Electroless Nickel Immersion Gold, ENIG)焊盘上焊接形成的焊点为研究对象，系统研究了温度循环(Thermal Cycle, TC)和高温贮存(High Temperature Storage Test, HTST)环境试验对焊点内部微观结构、界面金属间化合物(Intermetallic Compound, IMC)层及力学性能的影响。结果表明，ENIG焊盘Ni层的阻挡作用有效抑制了两种焊点界面Ni-Sn IMC层的过度生长，其厚度在环境试验后均保持在1～3μm以内。特别地，Sn10Pb90/ENIG焊点在界面处形成了Pb隔离层，使其IMC生长速率低于Sn63Pb37/ENIG焊点。尽管富Pb相组织粗化会对焊点性能产生不利影响，但IMC层的界面强化效应在一定程度上抵消了负面影响，使得两种焊点的剪切强度在环境试验后均有所提升，表现出较高的可靠性。由于Sn10Pb90/ENIG焊点的界面IMC层更薄，且含有更多低硬度、大尺寸的富Pb相，其剪切强度始终低于Sn63Pb37/ENIG焊点。该研究通过对比分析两种有铅焊点在不同环境试验条件下的可靠性差异，为高可靠性互连封装领域中焊料环境试验可靠性评估提供了理论依据。

  2026年02期 v.45;No.408 232-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 897K]
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• 高比例新能源有源电网电压无功时序控制方法

  程鹏;栾士岩;魏颖莉;赵凯;刘亚敬;

  随着高比例新能源接入配电网，系统电压波动与无功调节的不确定性显著增加。为提升电压控制的实时性与精度，提出一种融合Koopman算子与宽神经网络(Wide Neural Network, WNN)的电压无功时序协调控制方法。首先，利用Koopman-WNN模型对潮流方程进行全局线性化建模，实现电压-功率关系的高维特征解析，并建立灵敏度矩阵以支撑分区优化。随后，结合系统层与场站层的物理结构，构建两阶段协调控制框架，实现局部电压校正与全局网损优化的协同控制。以IEEE-33节点配电系统为测试对象的实验结果表明，所提方法在训练与测试集上的均方误差分别为0.0012和0.0019,电压调节时间缩短至35 ms以内，超调量低于0.2 p.u.,综合性能显著优于现有对比方法。研究结果揭示了Koopman算子与宽神经网络融合建模在电力系统潮流回归与实时电压控制中的潜在优势，为高比例新能源并网电网的稳态优化与智能运行提供了新的技术路径。

  2026年02期 v.45;No.408 241-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K]
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行业作品鉴赏

• 《衡界——室内空气湿度平衡器》

  胡贝;

  <正>设计说明:以“动态平衡”为核心理念,将几何秩序与自然呼吸融合。正方形基底象征稳定,不规则切割面模拟风蚀形态,形成气流导引通道,提升湿度扩散效率。哑光铝合金与光导纤维结合,通过冷暖光色变化实现无界面交互;模块化设计支持香薰、负离子功能扩展,满足多维需求。磁悬浮降噪技术确保静音运行,切割面模糊设备与环境的边界,使其成为空间呼吸的延伸。“衡界”以建筑思维重构家电,将湿度调节升华为空间美学实践,赋予科技产品理性与感性的双重温度。

  2026年02期 v.45;No.408 251页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
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• 《GLOW QUEST——游戏露营灯》

  连依;

  <正>设计说明:GLOW QUEST是一款专为当代年轻人设计的智能交互露营灯,将光影游戏与户外社交完美融合。通过触控、手势、音乐等互动,能变幻色彩、触发趣味游戏,成为露营中的氛围担当,无论是组团玩光影游戏,还是用音乐模式营造治愈时刻,它都能让你暂别屏幕,回归真实交流与自然松弛。

  2026年02期 v.45;No.408 252页 [查看摘要][在线阅读][下载 382K]
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• 《四旋翼无人机设计》

  刘辉;

  <正>设计说明:无人机以“未来航天飞船”作为造型母题,将复杂的机械结构收敛为一体化流线机身:中央脊线承载核心模组,两侧翼臂以连续曲面延展,形成低阻的空气动力轮廓与强辨识度的视觉符号。机身采用“珠光白×金属银”精简CMF,配合蓝色环形光带作为状态语言,在夜间与复杂环境中实现可视化安全提示。前置一体式影像舱将相机与防护框融合,提升抗冲击与稳定性;起落结构以轻量化弧形框架集成,兼顾减震、防刮与便携收纳。整体以“更轻、更稳、更直观”为目标,打造兼具未来感与专业可靠性的飞行影像平台。

  2026年02期 v.45;No.408 253页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K]
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• 《喇叭河自然保护区数字博物馆》

  杨馨雅;

  <正>设计说明:本设计立足于跨媒体设计的角度,探索跨媒体在自然保护区数字博物馆设计中的应用原则与方法,构建集多元与科普、实用与趣味为一体的数字博物馆,创造更为有效的沟通渠道。

  2026年02期 v.45;No.408 254页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K]
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