非線性GaAs光電導開關鎖定現(xiàn)象機理研究.pdf

1、與傳統(tǒng)開關相比，GaAs光電導開關具有開關速度快、時間抖動小、寄生電感電容小、結構簡單尤其是其耐高壓，功率存儲容量大等優(yōu)勢，使其在脈沖功率等技術領域占據(jù)極大的應用優(yōu)勢。由Ⅲ-Ⅴ族半導體化合物如:GaAs、InP等形成的新型半導體光電導開關，由于鎖定模式下出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，使其應用領域更加開闊。但由于非線性模式下存在的電場鎖定效應，對于開關電極和開關芯片材料來說是不利的，使用時間久了很容易造成開關損傷，降低了開關的使用壽命和輸出效率。因此，

2、對非線性開關鎖定機理及其抑制方法的研究，對于研究高功率長壽命非線性開關具有重要意義。
　　本文從GaAs PCSS的光吸收機制出發(fā)，重點研究了1064nm激光觸發(fā)下開關材料的雙光子吸收機制。研究表明在高功率激光脈沖觸發(fā)下，雙光子吸收機制可使開關體內產生高濃度的光激發(fā)載流子，致使光激發(fā)電荷疇內部場強達到遠高于材料本征擊穿強度的程度，引起開關內發(fā)生強烈的雪崩碰撞電離。疇內強烈雪崩電離導致的復合發(fā)光可激發(fā)新的電荷疇，開關的導通是由于二次

3、光子產生的雪崩疇輸運引起的，開關的快速導通是由于電荷疇以光速和載流子的飽和漂移速度交替向陽極輸運導致的。
　　將光電導開關應用于觸發(fā)火花隙開關，獲得具有偶極特征的振蕩波形，研究了光電導開關串聯(lián)火花隙的導通機理。研究指出光電導開關上的高觸發(fā)電脈沖引起了高能量流注的放電，導致了高的輸出電流，電荷疇的猝滅引起了火花隙上的電場畸變。實驗表明該組合開關可很好的抑制光電導開關的鎖定效應，避免了開關由于鎖定現(xiàn)象而發(fā)生的開關損壞現(xiàn)象;分析表明組合