非線性GaAs光電導(dǎo)開關(guān)鎖定現(xiàn)象機(jī)理研究.pdf

1、與傳統(tǒng)開關(guān)相比，GaAs光電導(dǎo)開關(guān)具有開關(guān)速度快、時(shí)間抖動小、寄生電感電容小、結(jié)構(gòu)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(shù)領(lǐng)域占據(jù)極大的應(yīng)用優(yōu)勢。由Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體化合物如:GaAs、InP等形成的新型半導(dǎo)體光電導(dǎo)開關(guān)，由于鎖定模式下出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，使其應(yīng)用領(lǐng)域更加開闊。但由于非線性模式下存在的電場鎖定效應(yīng)，對于開關(guān)電極和開關(guān)芯片材料來說是不利的，使用時(shí)間久了很容易造成開關(guān)損傷，降低了開關(guān)的使用壽命和輸出效率。因此，

2、對非線性開關(guān)鎖定機(jī)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(guān)具有重要意義。
　　本文從GaAs PCSS的光吸收機(jī)制出發(fā)，重點(diǎn)研究了1064nm激光觸發(fā)下開關(guān)材料的雙光子吸收機(jī)制。研究表明在高功率激光脈沖觸發(fā)下，雙光子吸收機(jī)制可使開關(guān)體內(nèi)產(chǎn)生高濃度的光激發(fā)載流子，致使光激發(fā)電荷疇內(nèi)部場強(qiáng)達(dá)到遠(yuǎn)高于材料本征擊穿強(qiáng)度的程度，引起開關(guān)內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的雪崩碰撞電離。疇內(nèi)強(qiáng)烈雪崩電離導(dǎo)致的復(fù)合發(fā)光可激發(fā)新的電荷疇，開關(guān)的導(dǎo)通是由于二次

3、光子產(chǎn)生的雪崩疇輸運(yùn)引起的，開關(guān)的快速導(dǎo)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(yùn)導(dǎo)致的。
　　將光電導(dǎo)開關(guān)應(yīng)用于觸發(fā)火花隙開關(guān)，獲得具有偶極特征的振蕩波形，研究了光電導(dǎo)開關(guān)串聯(lián)火花隙的導(dǎo)通機(jī)理。研究指出光電導(dǎo)開關(guān)上的高觸發(fā)電脈沖引起了高能量流注的放電，導(dǎo)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(shí)驗(yàn)表明該組合開關(guān)可很好的抑制光電導(dǎo)開關(guān)的鎖定效應(yīng)，避免了開關(guān)由于鎖定現(xiàn)象而發(fā)生的開關(guān)損壞現(xiàn)象;分析表明組合