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Performance of Lateral 4H-SiC Photoconductive Semiconductor Switches by Extrinsic Backside Trigger
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作者 WANG Hao LIU Xuechao +8 位作者 ZHENG Zhong PAN Xiuhong XU Jintao ZHU Xinfeng CHEN Kun DENG Weijie TANG Meibo GUO Hui GAO Pan 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1070-1076,共7页
Photoconductive semiconductor switch(PCSS)can be applied in pulsed high power systems and microwave techniques.However,reducing the damage and increasing the lifetime of silicon carbide(SiC)PCSS are still faced severe... Photoconductive semiconductor switch(PCSS)can be applied in pulsed high power systems and microwave techniques.However,reducing the damage and increasing the lifetime of silicon carbide(SiC)PCSS are still faced severe challenges.In this study,PCSSs with various structures were prepared on 4-inch diameter,500μm thick high-purity semi-insulating 4H-SiC substrates and their on-state resistance and damage mechanisms were investigated.It was found that the PCSS of an Au/TiW/Ni electrode system annealed at 950℃had a minimum on-state resistance of 6.0Ωat 1 kV bias voltage with a 532 nm and 170 mJ pulsed laser by backside illumination single trigger.The backside illumination single trigger could reduce on-state resistance and alleviate the damage of PCSS compared to the frontside trigger when the diameter of the laser spot was larger than the channel length of PCSS.For the 200 s trigger test by a 10 Hz laser,the black branch-like ablation on Au/TiW/Ni PCSS was mainly caused by thermal stress owing to hot carriers.Replacing metal Ni with boron gallium co-doped zinc oxide(BGZO)thin films annealed at 400℃,black branch-like ablation was alleviated while concentric arc damage was obvious at the anode.The major causes of concentric arc are both pulsed laser diffraction and thermal effect. 展开更多
关键词 silicon carbide photoconductive semiconductor switch on-state resistance failure analysis
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Transient Characteristics of a Nonlinear GaAs Photoconductive Semiconductor Switch
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作者 王馨梅 施卫 +1 位作者 屈光辉 田立强 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1108-1110,共3页
The transient resistance,voltage,and power of a nonlinear GaAs photoconductive semiconductor switch (PCSS) are presented by the finite difference formula to deal with the experiment data, based on the conversation o... The transient resistance,voltage,and power of a nonlinear GaAs photoconductive semiconductor switch (PCSS) are presented by the finite difference formula to deal with the experiment data, based on the conversation of energy in the switch circuit. This method resolves the problem of directly measuring the transient characteristics of PCSS in nonlinear mode. The curve of transient voltage shows that the average electric field of PCSS in the lock-on period is always higher than the Gunn threshold,and increases monotonically. By comparing the transient power curves of the PCSS and the electrical source,it is demonstrated directly that the power shortage leads to the PCSS from the lock-on state into the selfturnoff state,so a controllable turnoff of the PCSS in lock-on by changing the distribution of the circuit power is predicted. 展开更多
关键词 photoconductive semiconductor switch lock-on effect nonlinear mode controllable turnoff
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Photoconductive semiconductor switch-based triggering with 1 ns jitter for trigatron 被引量:5
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作者 Langning Wang Yongsheng Jia Jinliang Liu 《Matter and Radiation at Extremes》 SCIE EI CAS 2018年第5期256-260,共5页
Synchronization for multiple-pulse at nanosecond range shows a great value on the power multiplication and synchronous electric fieldsapplications. Nanosecond or sub-ns jitter synchronization is essential for the impr... Synchronization for multiple-pulse at nanosecond range shows a great value on the power multiplication and synchronous electric fieldsapplications. Nanosecond or sub-ns jitter synchronization is essential for the improved working efficiency of the large amounts of pulse modulesand accurate requirements for the power coherent combining applications. This paper presents a trigger generator based on a laser diodetriggered GaAs photoconductive semiconductor switch (PCSS) with low jitter and compact size characteristics. It avoids the high currentsthat are harmful to high-gain mode PCSSs. In the trigger circuit, a 200 pF capacitor is charged by a microsecond-scale 18 kV pulse and thendischarged via the high-gain mode GaAs PCSS to trigger the high-power trigatron switch. When triggered by the ~10 ns pulse generated by thePCSS, the DC-charged trigatron can operate in the 20e35 kV range with 10 ns rise time and 1 ns delay-time jitter. 展开更多
关键词 Pulsed power High power switches SYNCHRONIZATION Trigger generator photoconductive semiconductor switch
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Roles of voltage in semi-insulating GaAs photoconductive semiconductor switch 被引量:1
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作者 Hai-Juan Cui Hong-Chun Yang +2 位作者 Jun Xu Yu-Ming Yang Zi-Xian Yang 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第1期493-497,共5页
An experimental study of leakage current is presented in a semi-insulating(SI) Ga As photoconductive semiconductor switch(PCSS) with voltages up to 5.8 kV(average field is 19.3 kV/cm). The leakage current increa... An experimental study of leakage current is presented in a semi-insulating(SI) Ga As photoconductive semiconductor switch(PCSS) with voltages up to 5.8 kV(average field is 19.3 kV/cm). The leakage current increases nonlinearly with the bias voltage increasing from 1.2×10^-9 A to 3.6×10^-5A. Furthermore, the dark resistance, which is characterized as a function of electric field, does not monotonically decrease with the field but displays several distinct regimes. By eliminating the field-dependent drift velocity, the free-electron density n is extracted from the current, and then the critical field for each region of n(E) characteristic of PCSS is obtained. It must be the electric field that provides the free electron with sufficient energy to activate the carrier in the trapped state via multiple physical mechanisms, such as impurity ionization, fielddependent EL2 capture, and impact ionization of donor centers EL10 and EL2. The critical fields calculated from the activation energy of these physical processes accord well with the experimental results. Moreover, agreement between the fitting curve and experimental data of J(E), further confirms that the dark-state characteristics are related to these field-dependent processes. The effects of voltage on SI-Ga As PCSS may give us an insight into its physical mechanism. 展开更多
关键词 photoconductive semiconductor switch leakage current dark resistance nonlinear characteristics
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Application of an Al-doped zinc oxide subcontact layer on vanadium-compensated 6H–SiC photoconductive switches
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作者 周天宇 刘学超 +3 位作者 黄维 代冲冲 郑燕青 施尔畏 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第4期241-245,共5页
Al-doped ZnO thin film (AZO) is used as a subcontact layer in 6H-SiC photoconductive semiconductor switches (PCSSs) to reduce the on-state resistance and optimize the device structure. Our photoconductive test sho... Al-doped ZnO thin film (AZO) is used as a subcontact layer in 6H-SiC photoconductive semiconductor switches (PCSSs) to reduce the on-state resistance and optimize the device structure. Our photoconductive test shows that the onstate resistance of lateral PCSS with an n+-AZO subcontact layer is 14.7% lower than that of PCSS without an n+-AZO subcontact layer. This occurs because a heavy-doped AZO thin film can improve Ohmic contact properties, reduce contact resistance, and alleviate Joule heating. Combined with the high transparance characteristic at 532 nm of AZO film, vertical structural PCSS devices are designed and their structural superiority is discussed. This paper provides a feasible route for fabricating high performance SiC PCSS by using conductive and transparent ZnO-based materials. 展开更多
关键词 photoconductive semiconductor switch SIC n+-AZO subcontact layer on-state resistance
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Experimental Study of Surface Flashover Field of SI-GaAs Photoconductive Semiconductor Switch
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作者 JI Weili SHI Wei 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1919-1924,共6页
With its unique features, photoconductive semiconductor switch (PCSS) is generally recognized today as a promising power electronic device. However, a major limitation of PCSS is its surprisingly low voltage threshold... With its unique features, photoconductive semiconductor switch (PCSS) is generally recognized today as a promising power electronic device. However, a major limitation of PCSS is its surprisingly low voltage threshold of surface flashover (SF). In this paper, an experimental study of surface flashover of a back-triggered PCSS is presented. The PCSSs with electrode gap of 18 mm are fabricated from liquid encapsulated czochralski (LEC) semi-insulating gallium arsenide (SI-GaAs), and they are either un-coated, or partly coated, or en- tirely coated PCSSs with high-strength transparent insulation. The SF fields of the PCSSs are measured and discussed. According to the experimental results, the high-dielectric-strength coating is efficient in both reducing the gas desorption from semiconductor and increasing the SF field: a well-designed PCSS can resist a voltage up to 20 kV under the repetition frequency of 30 Hz. The physical mechanism of the PCSS SF is analyzed, and the conclusion is made that having a channel structure, the SF is the breakdown of the contaminated dielectric layer at the semiconductor-ambient dielectric interface. The non-uniform distribution of the surface field and the gas desorption due to thermal effects of semiconductor surface currents are key factors causing the SF field reduction. 展开更多
关键词 光导半导体开关 SI-GAAS 沿面闪络 实验 光电 电力电子装置 光导开关 半绝缘砷化镓
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弱光触发下GaAs光电导开关的载流子输运和热失效机制
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作者 司鑫阳 徐鸣 +2 位作者 王文豪 常家豪 王铖杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2153-2160,共8页
弱光触发下高倍增砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内以丝状电流为表现形式的载流子输运机制对其瞬态工作特性和寿命研究有重要意义。该文基于有限元方法构建了GaAs PCSS的物理模型,结合丝状电流的生热机制对1.5μJ弱光触发下开关的瞬态输... 弱光触发下高倍增砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内以丝状电流为表现形式的载流子输运机制对其瞬态工作特性和寿命研究有重要意义。该文基于有限元方法构建了GaAs PCSS的物理模型,结合丝状电流的生热机制对1.5μJ弱光触发下开关的瞬态输出电流和晶格温度进行了仿真分析,考察了偏置电场对GaAs PCSS输出特性的影响。通过不同时刻开关内部的瞬态电场、电子浓度和晶格温度等方面研究了高倍增模式下GaAs PCSS的光生载流子输运过程和损伤机理。结果表明,高密度丝状电流的存在伴随于高场畴的产生和发展。开关内部电场越高,负微分效应引起的载流子聚束现象越明显,相应的电子浓度和晶格温度值也越高;在浓度达1017 cm^(-3)数量级的等离子体通道中,阳极附近电场强度和晶格温度最大值分别为220 kV/cm和821.92 K。 展开更多
关键词 GAAS 光电导开关 高倍增模式 丝状电流 输运机制
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4H-SiC光导开关性能的仿真研究
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作者 蓝华英 罗尧天 +2 位作者 崔海娟 肖建平 孙久勋 《半导体光电》 CAS 北大核心 2024年第2期195-199,共5页
碳化硅光导开关是相关领域的研究热点,但是文献中对4H-SiC光导开关的理论研究仍然以集总元件模型为主,仅能给出定性结果,典型文献中瞬态条件下的实验数据还没有定量的理论解释。文章使用SilvacoTCAD软件中的器件-电路混合模式,结合自编... 碳化硅光导开关是相关领域的研究热点,但是文献中对4H-SiC光导开关的理论研究仍然以集总元件模型为主,仅能给出定性结果,典型文献中瞬态条件下的实验数据还没有定量的理论解释。文章使用SilvacoTCAD软件中的器件-电路混合模式,结合自编的载流子迁移率接口程序,对4H-SiC光导开关的光学电学特性进行模拟仿真。单脉冲响应的仿真结果表明,器件在瞬态条件下的峰值光电流随光能的变化与文献中的实验数据相符合,表明所用模型和参数具有合理性。对影响单脉冲响应的主要因素,包括脉冲能量、脉冲宽度、碳化硅厚度,进行了计算和分析。同时,针对两种碳化硅厚度的器件,进行了多脉冲串响应的计算和分析。文章得到的结果和结论对碳化硅光导开关的进一步研究具有较好的参考价值。 展开更多
关键词 4H-SIC 光导开关 SilvacoTCAD 仿真模型
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大功率光电器件光波导键合技术研究
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作者 张晨璐 罗燕 +3 位作者 魏紫东 王乐庭 谢雅 尚吉扬 《科技创新与应用》 2024年第29期72-76,共5页
光导开关是一种新型半导体光电子器件,在光通讯、雷达、微波等领域广泛应用,但在高工作电压的条件下会发生表面击穿等问题,因此需要对其进行封装提高侧面的耐压性能。该文选用光波导的方式对碳化硅晶片进行封装,通过玻璃浆料烧结键合、... 光导开关是一种新型半导体光电子器件,在光通讯、雷达、微波等领域广泛应用,但在高工作电压的条件下会发生表面击穿等问题,因此需要对其进行封装提高侧面的耐压性能。该文选用光波导的方式对碳化硅晶片进行封装,通过玻璃浆料烧结键合、真空热压键合和光波导胶键合3种方法对小面积的侧面异质键合进行研究。通过3种方法的工艺优化及键合质量性能测试,光波导胶键合方法对激光功率的损耗最小,实现器件耐压值提升至10 kV。 展开更多
关键词 光导开关 玻璃浆料烧结 真空热压 光波导胶 键合方法
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基于光导开关的光电集成一体化装配技术研究
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作者 周义 张晨璐 +2 位作者 罗燕 王博巍 孙树丹 《科技创新与应用》 2024年第25期76-79,共4页
随着微电子技术的发展,光导开关是一种新型的快速电子器件,在高功率脉冲、超快光电控制等领域有广泛的应用。作为一种复杂的光电混合器件,在高电压高功率应用场景下,需要同时满足微波输出、光学对位、耐高压等要求。在一体化装配过程中... 随着微电子技术的发展,光导开关是一种新型的快速电子器件,在高功率脉冲、超快光电控制等领域有广泛的应用。作为一种复杂的光电混合器件,在高电压高功率应用场景下,需要同时满足微波输出、光学对位、耐高压等要求。在一体化装配过程中,碳化硅光导开关存在碳化硅晶片易碎、输入激光易损耗等问题,因此,该文从光波导装配设计、一体化装配设计和一体化装焊仿真3个方面进行研究,通过柔性装配实现耐高压光导开关封装。 展开更多
关键词 光导开关 光波导 一体化装配 装焊仿真 超快光电控制
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触发区域宽度对砷化镓光导开关输出特性影响
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作者 陈红 韦金红 +4 位作者 曾凡正 贾成林 付泽斌 李嵩 钱宝良 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期150-155,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 砷化镓 光电导半导体开关 异面电极 雪崩电离畴 超快速导通
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同面电极砷化镓光导开关的导通特性 被引量:1
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作者 刘英洲 韦金红 +2 位作者 王郎宁 李嵩 冯进军 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第1期10-17,共8页
砷化镓光导开关(GaAs PCSS)作为固态脉冲功率器件,具有可承载高电压、超快速导通、在高重复频率下稳定工作等特点。基于多雪崩电离畴理论,建立了同面电极GaAs PCSS的二维数值计算模型,分析了GaAs PCSS的瞬态导通特性和延迟击穿特性。仿... 砷化镓光导开关(GaAs PCSS)作为固态脉冲功率器件,具有可承载高电压、超快速导通、在高重复频率下稳定工作等特点。基于多雪崩电离畴理论,建立了同面电极GaAs PCSS的二维数值计算模型,分析了GaAs PCSS的瞬态导通特性和延迟击穿特性。仿真结果表明,载流子浓度的增加与雪崩电离畴的形成和演化之间存在正反馈环路,促使GaAs PCSS超快速导通;雪崩电离畴的形成和演化会影响PCSS的延迟击穿特性。偏置电压、光照强度、PCSS长度和触发位置均会影响PCSS的延迟时间和导通时间。该结论对GaAs PCSS设计及开展相关实验研究具有参考意义。 展开更多
关键词 砷化镓(GaAs) 光导开关(pcss) 同面电极 雪崩电离畴 超快速导通
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TiN、Ti插入层对ITO与GaN欧姆接触性能影响的研究
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作者 孟文利 张育民 +2 位作者 孙远航 王建峰 徐科 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第9期1609-1616,共8页
透明半导体铟锡氧化物(ITO)作为电极能够降低光导开关电极边缘电流集聚效应和提高脉冲激光的利用率。本文通过在ITO与GaN界面之间分别插入10 nm的Ti与TiN,研究Ti、TiN对ITO与GaN欧姆接触性能的影响。I-V测试结果表明,随着退火温度升高,... 透明半导体铟锡氧化物(ITO)作为电极能够降低光导开关电极边缘电流集聚效应和提高脉冲激光的利用率。本文通过在ITO与GaN界面之间分别插入10 nm的Ti与TiN,研究Ti、TiN对ITO与GaN欧姆接触性能的影响。I-V测试结果表明,随着退火温度升高,插入TiN的光导开关一直保持欧姆接触特性,而插入Ti的光导开关由欧姆接触转变为肖特基接触。通过TEM测试发现,当以Ti作为插入层时,ITO通过插入层向插入层与GaN的界面扩散,在接触界面形成Ti的氧化物及空洞。透射光谱显示,不同退火温度下插入Ti层的透过率均低于38.3%,而以TiN作为插入层时透过率为38.8%~55.0%。因此含有TiN的光导开关具有更稳定的电学性能和更高的透过率,这为GaN光导开关在高温高功率领域的应用提供了参考。 展开更多
关键词 GaN光导开关 ITO TI TIN 欧姆接触
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GaAs光电导开关非线性模式的雪崩畴输运机理
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作者 田立强 潘璁 +3 位作者 施卫 潘艺柯 冉恩泽 李存霞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第17期347-354,共8页
光电导开关非线性模式的产生机理研究是该领域热点问题之一.本文采用波长1064 nm、脉宽5 ns的激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关,在触发光能1 mJ、偏置电压2750 V时获得稳定的非线性波形.基于双光子吸收模型,计算了开关体内光生载流子浓... 光电导开关非线性模式的产生机理研究是该领域热点问题之一.本文采用波长1064 nm、脉宽5 ns的激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关,在触发光能1 mJ、偏置电压2750 V时获得稳定的非线性波形.基于双光子吸收模型,计算了开关体内光生载流子浓度,计算结果表明光生载流子弥补了材料本征载流子的不足,在开关体内形成由光生载流子参与的电荷畴.依据转移电子效应原理,对畴内的峰值电场进行了计算,结果表明高浓度载流子可使畴内峰值电场远高于材料的本征击穿场强,致使畴内发生强烈的雪崩电离.基于光激发雪崩畴模型,对非线性模式的典型实验规律进行了解释,理论与实验一致.基于漂移扩散模型和负微分电导率效应,对触发瞬态开关体内电场进行仿真,结果表明开关体内存在有峰值电场达GaAs本征击穿场强的多畴输运现象.该研究为非线性光电导开关的产生机理及光激发电荷畴理论的完善提供实验依据和理论支撑. 展开更多
关键词 GAAS 光电导开关 非线性模式 双光子吸收 光激发雪崩畴
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射流微通道耦合高效散热器传热实验研究 被引量:1
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作者 潘瑶 刘欣 巩萌萌 《太赫兹科学与电子信息学报》 2023年第11期1397-1402,共6页
针对光导开关高重复频率运行时产生丝电流加热,使光导开关温度迅速超过材料最高允许使用温度,造成开关失效或损伤的难题,本文结合微通道散热技术和射流冷却技术的优点,设计了射流微通道耦合高效散热器。通过实验测试,对不同运行工况下... 针对光导开关高重复频率运行时产生丝电流加热,使光导开关温度迅速超过材料最高允许使用温度,造成开关失效或损伤的难题,本文结合微通道散热技术和射流冷却技术的优点,设计了射流微通道耦合高效散热器。通过实验测试,对不同运行工况下射流微通道耦合高效散热器的传热特性进行了研究,并与美国进口的蜂窝型微通道散热器进行散热性能对比。实验结果表明:体积流量为3 L/min的情况下,射流微通道耦合高效散热器的换热系数超过35000 W/(K·m^(2)),散热量高达1000 W,相比蜂窝型微通道散热器散热量提升了45%。在测试流量下,随着体积流量的增加,射流微通道耦合高效散热器的平均换热系数接近线性增加,而蜂窝型微通道散热器的平均换热系数在大流量下却增加缓慢。此外,采用射流微通道耦合高效散热器冷却的热源面温度均匀性明显优于采用蜂窝型微通道散热器冷却的热源面温度均匀性,采用射流微通道耦合高效散热器的热源面温度波动能降低58%,更有利于降低光导开关热应力。 展开更多
关键词 射流阵列 微通道 实验研究 光导开关
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低光能触发的砷化镓光导开关导通机理
16
作者 徐守利 刘京亮 +2 位作者 胡龙 倪涛 许春良 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第22期6241-6252,共12页
该文建立了砷化镓(GaAs)光导开关(PCSS)的一维器件仿真模型,研究了低光能触发条件下电流通道内关键物理参数的瞬态变化过程,提出了GaAs PCSS的多雪崩电离畴物理模型,能够自洽地解释低光能触发、超快速导通和电压锁定等开关特征。GaAsPCS... 该文建立了砷化镓(GaAs)光导开关(PCSS)的一维器件仿真模型,研究了低光能触发条件下电流通道内关键物理参数的瞬态变化过程,提出了GaAs PCSS的多雪崩电离畴物理模型,能够自洽地解释低光能触发、超快速导通和电压锁定等开关特征。GaAsPCSS受12 W、905 nm脉冲激光触发后,电流通道内产生多个高场强(200~600 kV/cm)雪崩电离畴,雪崩电离畴随等离子体浓度的提高而发展、湮灭,导致开关延迟3.0 ns后在147 ps内超快速导通。开关导通后,电流通道内仍存在少量雪崩电离畴,使开关导通后电压锁定。雪崩电离畴运动导致GaAs PCSS工作时出现ps级电流振荡现象,分析了振荡信号产生的物理原因。同时,开展了低光能触发条件下GaAs PCSS雪崩导通实验研究。结果表明,当采用50?固态脉冲形成线、4 mm间距异面结构、PCSS工作电压为17.5 kV时,负载输出脉冲峰值功率达MW级,脉冲上升时间约为620ps,最高重频达到20 kHz。 展开更多
关键词 脉冲功率 光导开关 雪崩电离畴 低光能触发 亚纳秒
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50kV半绝缘GaAs光导开关 被引量:20
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作者 袁建强 刘宏伟 +4 位作者 刘金锋 李洪涛 谢卫平 王新新 江伟华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期783-786,共4页
设计了横向结构的半绝缘GaAs光导开关,开关由600μm厚的半绝缘GaAs晶片制成,电极间隙为20 mm。在不同的直流偏置电压下,使用波长为1064 nm、能量为9.9 mJ的激光脉冲触发使开关导通,开关置于0.2 MPa的SF6气体环境中。在施加直流50 kV电... 设计了横向结构的半绝缘GaAs光导开关,开关由600μm厚的半绝缘GaAs晶片制成,电极间隙为20 mm。在不同的直流偏置电压下,使用波长为1064 nm、能量为9.9 mJ的激光脉冲触发使开关导通,开关置于0.2 MPa的SF6气体环境中。在施加直流50 kV电压的情况下,使用Rogowski线圈测得开关的最大导通电流为1.1 kA。对实验结果进行分析表明:随着初始偏置电压的升高,回路流过的电荷与电容初始储存的电荷的比值不断提高,但都没有达到100%,即非线性模式下光导开关的关断原因并不是由于外电路的能量已经耗尽。对非本征光电导的情况,计算出开关的通态电阻为2.71Ω。 展开更多
关键词 砷化镓 光导开关 大功率 非线性模式
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大功率光导开关研究 被引量:8
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作者 袁建强 李洪涛 +4 位作者 刘宏伟 刘金锋 谢卫平 王新新 江伟华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期791-794,共4页
设计了横向结构的半绝缘GaAs光导开关和SiC光导开关。在不同的直流偏置电压下,使用波长为1 064 nm的激光脉冲触发使开关导通,研究了非本征光电导方式下GaAs光导开关和SiC光导开关的光电导特性。实验中获得了GaAs光导开关的暗态伏安曲线... 设计了横向结构的半绝缘GaAs光导开关和SiC光导开关。在不同的直流偏置电压下,使用波长为1 064 nm的激光脉冲触发使开关导通,研究了非本征光电导方式下GaAs光导开关和SiC光导开关的光电导特性。实验中获得了GaAs光导开关的暗态伏安曲线和200-1 100 nm波长范围内吸收深度随波长的变化曲线,得到了大功率GaAs光导开关在线性模式和非线性模式下的电流波形,并进行了比较,讨论了非线性模式下大功率GaAs光导开关的奇特光电导现象。对非本征光电导方式下的SiC光导开关进行了初步实验研究,得到了偏置电压3.6 kV下开关的电压和电流波形。 展开更多
关键词 大功率 光导开关 砷化镓 碳化硅 光电导特性
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光导开关研究进展及其在脉冲功率技术中的应用 被引量:48
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作者 袁建强 谢卫平 +2 位作者 周良骥 陈林 王新新 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期171-176,共6页
概述了GaAs光导开关的发展历史,通过对GaAs和SiC进行比较指出,SiC由于禁带宽度大、击穿场强高、电子饱和漂移速度大、热导率高等优势被认为是更好的光导开关材料。比较了本征光电导和非本征光电导的不同之处,报道了利用本征光电导和非... 概述了GaAs光导开关的发展历史,通过对GaAs和SiC进行比较指出,SiC由于禁带宽度大、击穿场强高、电子饱和漂移速度大、热导率高等优势被认为是更好的光导开关材料。比较了本征光电导和非本征光电导的不同之处,报道了利用本征光电导和非本征光电导的SiC光导开关的最新进展。介绍了光导开关在超宽带源和紧凑型脉冲功率系统中的应用,提出了SiC光导开关进一步发展的关键技术并进行了展望。 展开更多
关键词 光导开关 砷化镓 碳化硅 脉冲功率 超宽带源 紧凑型脉冲功率系统
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超快大功率SiC光导开关的研究 被引量:12
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作者 严成锋 施尔畏 +2 位作者 陈之战 李祥彪 肖兵 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期425-428,共4页
选用钒掺杂浓度为0.2at%的高质量6H-SiC晶体,电阻率为7.0×10^8Ω·cm,研制出超快大功率SiC光导开关.在脉冲宽度为20ns的光源激发下,分别测试了在不同的偏置电压和光能条件下开关的电脉冲输出特性.结果表明:1mm电极间... 选用钒掺杂浓度为0.2at%的高质量6H-SiC晶体,电阻率为7.0×10^8Ω·cm,研制出超快大功率SiC光导开关.在脉冲宽度为20ns的光源激发下,分别测试了在不同的偏置电压和光能条件下开关的电脉冲输出特性.结果表明:1mm电极间隙的SiC开关器件的性能优越,耐偏压高,光导电脉冲的上升时间快(6.8ns),脉宽〈20ns,稳定性好.负载为40Ω的电阻上输出线性电脉冲电压随开关的偏置电压和光强增大而增大,在2.5kV的偏置电压下,最大瞬时电流约为57.5A,瞬时功率高达132kW. 展开更多
关键词 碳化硅 钒掺杂 半绝缘 光导开关
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