【摘要】：GaAs光電導(dǎo)開關(guān)(Photoconductive Semiconductor Switch-GaAs PCSS)是一種很有發(fā)展前景的脈沖功率器件。作為脈沖功率系統(tǒng)的核心器件,GaAs PCSS具有功率容量高、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單、低抖動和高重復(fù)頻率等優(yōu)點,因此,被廣泛應(yīng)用于沖擊雷達(dá)、大電流點火裝置、以及THz科學(xué)與技術(shù)等領(lǐng)域。為了實現(xiàn)觸發(fā)光系統(tǒng)低成本、小型化、集成化,進(jìn)一步提高開關(guān)輸出電脈沖的幅值同時兼顧開關(guān)的壽命以及穩(wěn)定性,本文采用激光二極管并聯(lián)觸發(fā)GaAs光電導(dǎo)開關(guān)。實驗中為了提高開關(guān)并聯(lián)輸出電脈沖的同步性,兩個激光二極管采用同一個驅(qū)動模塊來驅(qū)動,在偏置電壓1.2 kV觸發(fā)光能1.91μJ時開關(guān)并聯(lián)輸出同步性達(dá)到了200.5 ps。并且在相同條件下進(jìn)行了兩路開關(guān)輸出電脈沖的合成,與單個開關(guān)相比合成后電脈沖的幅值提高了1.86倍,而脈寬和上升沿并沒有變差。對線性工作模式下開關(guān)并聯(lián)輸出電脈沖同步性進(jìn)行了實驗研究,結(jié)果表明:偏置電場一定時增加觸發(fā)光能開關(guān)并聯(lián)輸出同步性呈變好趨勢;觸發(fā)光能一定時同步性隨偏置電場變化呈Gaussian-like分布。同時,對影響GaAs光電導(dǎo)開關(guān)并聯(lián)輸出電脈沖同步性的因素進(jìn)行了分析。模擬出GaAs材料中載流子穩(wěn)態(tài)漂移速度隨電場變化趨勢與開關(guān)并聯(lián)輸出同步性隨偏置電場變化趨勢一致,基于對GaAs材料中載流子動態(tài)輸運過程的分析給出了開關(guān)并聯(lián)輸出同步性變化的機理。
[Abstract]:GaAs photoconductive switch (Photoconductive Semiconductor Switch-GaAs PCSS) is a promising pulse power device. As the core device of pulse power system, PCSS has the advantages of high power capacity, high response speed, simple structure, low jitter and high repetition rate, so it is widely used in impulse radar and high current igniting device. And THz science and technology and other fields. In order to realize the low cost, miniaturization and integration of the trigger optical system, and to further improve the amplitude of the output electric pulse of the switch as well as the life and stability of the switch, a laser diode parallel triggering GaAs photoconductive switch is used in this paper. In order to improve the synchronicity of the parallel output electric pulse, the two laser diodes are driven by the same driving module. When the bias voltage is 1.2 kV to trigger the light energy of 1.91 渭 J, the synchronicity of the parallel output of the switch is up to 200.5 ps.. Under the same conditions, the two-way switch output electric pulse is synthesized. Compared with a single switch, the pulse amplitude is increased by 1.86 times, but the pulse width and rising edge are not changed. The synchronicity of parallel output electric pulse in linear mode is studied experimentally. The results show that when the bias electric field is fixed, the synchronicity of parallel output of trigger light energy switch becomes better. When the light energy is triggered, the synchronism changes with the bias electric field in Gaussian-like distribution. At the same time, the factors that affect the synchronicity of parallel output electric pulse of GaAs photoconductive switch are analyzed. It is simulated that the steady drift velocity of carrier in GaAs is the same as the synchronicity of switch parallel output with bias electric field. Based on the analysis of the dynamic transport process of carriers in GaAs materials, the mechanism of synchronous variation of switch parallel output is given.
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM564

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本文編號：2251760