大功率gaas光导开关时域特性研究

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1、摘要大功率GaAs光导开关时域特性研究半导体光电导开关是利用超快脉冲激光器与光电导体桕结盒形成的一类新型器件，具有开关速度快、触发抖动小、耐高压能力强等优点。III．V族半导体(如GaAs等)中发现的强电场下的非线性特·陛，为光导开关的小型化，实用化，集成化提供了现实的可能性，因此倍受人们关注。本文对GaAs材料的固有特性进行研究，解释了光导开关具有开关速度快、触发抖动小、耐高压能力强等优良特性的原因；讨论了在n型GaAs半导体中掺入深能级杂质Cu所得到的补偿GaAs半导体材料特性。建立了基于漂移一扩散理论的模型方程，该方程较为全面的考虑了大功率器件在强电

2、场下所呈现出的独特现象，并利用有限差分法对器件的静态、瞬态特性进行了数值模拟；通过对比光脉冲作用前后器件内电场的分布情况，说明了光导开关非线性工作模式的物理本质。关键词：GaAs光导开关补偿线性工作模式非线性工作模式AbstractStudyonHighPowerGaAsPhOtocOnductiVeSemiconductorSwitchesinTimeDomainAPhotoconductiveSemiconductorSwitch(pcss)iSanewkindofdevicesthatarecomposedofphotoconductivesemic

3、onductorandtheultrafastpulselaser．Ithasadvantagesinresponsespeed，jitterfreetriggering,highvoltage-resistant．ThediscoveryofnonlinearmodeunderhigllelectricfieldoflII·IVsemiconductormakesitpossiblefortheappliedsystemofPCSS'stobemoresmall，practicalandintegrative，thereforetheyarepaidmu

4、chmoreattentionto．Inthisthesis，theinherentcharacteristicsofPCSSmaterialareinvestigated．Thereasonsofresponsespeed,jitterfreetriggering，highvoltage-resistantareexplained．AndthecompensationcharacteristicsOfN·typeGaAswithdeeplevelimpurityCuarcdiscussed．Aphysicalmodelbasedondrimdiffusi

5、ontheoryisestablished．Manyparticularphenomenonofhigllpowerdevicesunderhighfieldareconsideredinthismodel．Thetime-domainfinite-differencemethodisdevelopedtosimulatethecharacteristicsofsteady—stateandtransient-state．Bycomparingtheprofileoffieldbeforethetriggerwiththatafterthetrigger,

6、thephysicalessenceofthenonlinearoperationalmodeinPCSS’SiSstated．KeyWords：GaAsphotoconductivesemiconductorswitch；compensation；linearoperationalmode；nonlinearoperationalmodeH关于学位论文使用授权的说明本人完全了解广西大学有关保留、使用学位论文的规定，即：广西大学拥有在著作权法规定范围内学位论文的使用权，其中包括：(1)已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他

7、复制手段保存研究生上交的学位论文；(2)为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所供校内师生阅读，或在校园网上供校内师生浏览部分内容。本人保证遵守上述规定。(保密的论文在解密后遵守此规定)．作者签名：Ⅻ塑日期：_．5．衫导师签名：日期：拿一上鲢第l章绪论第1章绪论半导体光电导开关(PCSS’s)是利用超快脉冲激光器与光电导体相结合形成的一类新型器件。它是一种体效应器件，能够根据所需的功率容量灵活地设计几何结构、尺寸大小，同时具有开关速度快、触，鹏动小，光电孺离好、不受电磁干扰等优点。光导丌关的耐高压及大功率容量特性使其在超高速

8、电子学和大功率脉冲产生与整形领域(大功率亚纳秒脉冲源、超宽带射频发