激光二極管觸發(fā)的光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通特性研究.pdf

1、光導(dǎo)開關(guān)是一種新型的全固態(tài)開關(guān)器件，光導(dǎo)半導(dǎo)體被激光脈沖激勵從而實現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換，它具有抖動小、響應(yīng)速度快、重復(fù)頻率高、光電隔離、結(jié)構(gòu)緊湊、容易集成等諸多優(yōu)點，使之在脈沖功率技術(shù)、太赫茲技術(shù)和超高速電子學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文對基于激光二極管觸發(fā)的GaAs光導(dǎo)開關(guān)的導(dǎo)通特性進(jìn)行研究并針對在低光能、低偏置電壓觸發(fā)條件下的光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通過程進(jìn)行了理論分析，提出了GaAs光導(dǎo)開關(guān)的類線性模型，為非線性模式的實驗研究提供一定的參考。
　

2、　本文首先對GaAs光導(dǎo)開關(guān)的一些材料特性以及工作特性進(jìn)行介紹，并分析了當(dāng)光導(dǎo)開關(guān)工作于大偏置電壓下時其內(nèi)部載流子的變化過程。在此基礎(chǔ)上，對激光二極管觸發(fā)的光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通特性進(jìn)行研究，結(jié)合已有的理論模型和導(dǎo)通特性，通過理論分析對理論模型進(jìn)行一定的修正，修正過的模型可以對實驗現(xiàn)象進(jìn)行很好的解釋。實驗結(jié)果表明，偏置電壓和導(dǎo)通電流越大，開關(guān)轉(zhuǎn)換效率越高，并且最佳觸發(fā)位置位于光導(dǎo)開關(guān)的陰極。除此之外，介紹了當(dāng)采用傳輸線為儲能元件時，由于傳輸線容量

3、的限制導(dǎo)致非線性模式下的光導(dǎo)開關(guān)很難觀察到鎖定效應(yīng)，但是傳輸線的傳輸特性可以使不可關(guān)斷的非線性導(dǎo)通的光導(dǎo)開關(guān)變得可關(guān)斷。對低偏置電壓、低觸發(fā)光能觸發(fā)條件下的光導(dǎo)開關(guān)進(jìn)行研究，首次提出了類線性模型，并設(shè)計實驗證明了該理論模型的準(zhǔn)確性。分析了類線性輸出對非線性輸出特性的影響，實驗結(jié)果表明非線性模式下的類線性輸出是影響開關(guān)導(dǎo)通延遲和抖動的主要原因。結(jié)合理論分析，提出了縮短導(dǎo)通延遲、降低開關(guān)抖動的可行觸發(fā)方案。進(jìn)一步，結(jié)合類線性理論模型和實驗結(jié)