论文部分内容阅读
砷化镓光电导开关(GaAs Photoconductive Semiconductor Switch-GaAs PCSS)因具有结构简单、响应速度快、低晃动、高耐压、强通流等优点而备受瞩目。然而，随着应用需求的发展逐渐对开关提出了全固态、紧凑、廉价的要求。这就需要我们使用激光二极管(Laser Diode-LD)等小型光源替代大型激光器作为触发光源触发GaAs PCSS工作。 本文基于紧凑型GaAs PCSS发展需求，搭建了脉冲LD系统及CM(Current Monitor)与Auston两种测试电路进行相关研究。脉冲LD中心光谱907nm，单脉冲光能量与输入电压成正比，光脉冲时域光谱上升沿7.1ns，脉宽25.7ns，光能量1.6μJ。使用脉冲LD触发GaAs PCSS实验:CM测试电路，偏压9kV时，得到峰值电流700A、脉宽120ns的强流脉冲;Auston测试电路，偏压9kV时，传输线储能与0.5nF电容储能分别得到1.5ns、50A与7ns、100A功率窄脉冲。为了充分利用LD产生的弱光触发GaAs PCSS进入非线性工作模式，我们使用Auston测试电路对光电阈值进行了实验研究。实验发现:经过绝缘封装的开关，线光斑垂直电极较线光斑平行电极更易触发开关非线性工作，光斑照射阴极较光斑照射间隙中央或阳极更易触发开关非线性工作;未封装的开关较封装的开关更易触发开关非线性工作并伴随着闪络;相同光斑及光能照射开关，n·L越大开关电场阈值越小。测试中还发现输出电脉冲上升沿快于光脉冲并出现lock-on及载流子倍增现象，但是倍增率很低。我们认为开关线性与非线性工作模式之间可能存在过渡工作模式，该模式载流子倍增率有限，并且电脉冲波形随偏压升高的形状变化与非线性工作模式相同。