非线性光电导开关载流子碰撞电离分析

对非线性GaAs光电导开关在锁定期间的电流成丝现象、具有负微分迁移率的速场特性、深能级的陷阱效应、光子的再吸收等因素进行分析,建立了非线性光电导开关锁定期间的连续性方程和电中性方程.基于该方程组,用有限差分法计算了偏压为2200V的3.5mmGaAs:EL2非线性光电导开关的电流实验数据,得到电流丝内载流子瞬态特性为:载流子浓度约为1017cm-3,EL2电子陷阱近似饱和;电子电流随锁定时间明显下降,空穴电流基本不变;单位寿命时间载流子雪崩倍增因子的均值约为1.2,其统计起伏随锁定时间增大.

影响超快光电导开关关断特性的主次因素

超快光电半导体开关的最大重复工作频率由关断特性决定,而影响关断特性的因素很多。基于超快光电半导体开关的大量实验,分析了影响关断特性的主要因素和次要因素,认为关断特性主要取决于载流子的寿命、载流子的漂移速度、深能级陷阱作用,其中,载流子寿命是最重要的因素。触发光参数及光电耦合关系、电极工艺、电路参数对关断特性有一定影响。

触发区域宽度对砷化镓光导开关输出特性影响

基于TCAD数值仿真软件,建立了异面结构砷化镓光导开关(GaAs PCSS)的二维数值计算模型,研究了触发区域宽度对GaAs PCSS输出特性影响。首先分析了PCSS的瞬态导通特性,结果表明,急剧增加的载流子浓度与快速演化的空间电离畴使PCSS工作在超快速导通模式。基于此,研究了触发区域宽度对PCSS输出特性影响,结果表明,宽度变大会促进载流子密度急剧倍增和雪崩电离畴的快速演化,缩短PCSS的延迟时间和导通时间。研究分析了不同触发位置对延迟时间与导通时间影响,结果表明,阴极触发的延迟时间明显低于阳极触发,而导通时间受触发位置的影响不显著。

光脉冲能量对光电子开关时间抖动的影响

半导体光电子开关在超短光脉冲的产生、光电同步等光电技术中 ,已有广泛的应用 .时间抖动是反映光电子开关性能的重要指标 .文章分析半导体光电子开关时间抖动的现象 ,从经典半导体理论及量子力学原理讨论时间抖动产生的原因 。

高增益双层组合GaAs光电导开关设计与实验研究

设计制备了一种由双层半绝缘GaAs:EL2晶体组成的新型超快光电导功率开关.由于触发状态下双层GaAs晶体之间满足动态分压关系,使该开关在强电场偏置下触发时,双层GaAs晶体既能先后发生高增益过程,又能相互抑制对方进入锁定状态,开关输出为近似方波的双峰脉冲.因此,这种开关的工作方式既具有非线性模式特有的所需触发光能小、上升速度快等优点,又具有线性模式特有的重复工作频率高、使用寿命长等优点.偏压6500 V时用脉宽8 ns、能量3 mJ的1064 nm激光触发,输出电脉冲的上升沿为13.2 ns,下降沿为54.6 ns,脉宽为148.4 ns,第一个波峰高885 V,第二个波峰高897 V.随着外加偏置电压的提高,上升时间基本不变,脉宽和下降时间均略有减小,双峰峰值均明显增大.

高功率亚纳秒GaAs光电导开关的研究

报道了具有全固态绝缘结构的横向型半绝缘GaAs光电导开关的研制和性能测试结果 .其中 8mm电极间隙的GaAs开关暗态绝缘强度达 2 8kV ,分别用ns和ps激光脉冲触发开关的结果表明 ,开关输出电磁脉冲无晃动 ,电流脉冲上升时间小于 2 0 0ps ,脉宽达亚ns,3mm电极间隙的GaAs开关的峰值电流达 5 6 0A ,电磁脉冲重复率 10 8Hz.给出不同电极间隙的GaAs开关工作于线性和lock on状态下的实验结果 ,测试了GaAs开关工作于lock on状态下的光能。

非线性光导开关快速导通特性

非线性光导半导体开关的快速导通过程总是伴有电流丝的形成 ,基于电流丝形成的雪崩碰撞引起的粒子束放电机制的假定 ,考虑到载流子寿命、光吸收深度、碰撞电离系数以及初始载流子浓度等因素的影响 ,从理论上分析了非线性光导开关雪崩导通的物理过程和导通特性 ,得到了一些与实验观测结果吻合得很好的结论 ,提出了一些有利于改善和控制非线性光导开关的工作特性的可行手段。

光激发单极畴与耿氏偶极畴的物理机制比较

对比了半绝缘多能谷光电导开关中光激发单极畴和耿氏器件中偶极畴的物理机制.从产生机理、电场分布、电子浓度、生长和演变过程等多角度阐述光激发单极畴的特性.与偶极畴显著不同的是,光激发单极畴内仅有光生电子积累层,没有正离子层;光激发单极畴与光生空穴之间产生了一个与外加电场反向的电场,使畴前电场增强,畴头部电子浓度最高;光激发单极畴生长过程可以一直持续下去,终因电子碰撞电离演变为发光畴,如果碰撞电离达到雪崩强度,将演变为雪崩发光畴.最后,本文用光激发单极畴模型解释了光电导开关非线性工作模式的超快上升沿、发光电流丝、电流锁定现象等重要实验现象.