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新型SiC光导开关特性研究

刘强  
【摘要】:光导开关因其具备开关速度快、传输功率大、同步精度高、触发抖动小、器件结构简单、使用寿命长、近乎完美的光电隔离和不受电磁干扰等优良特性在超宽带脉冲,超快电子等领域表现出诱人的发展潜力和应用前景。 本文首先对光导开关的发展历史做了简要回顾,概述了光导开关的发展状况,介绍了光导开关的两种主要的工作模式,同时对用于制作光导开关的半导体材料进行了简要分析。在对光导开关材料分析的基础上,提出了一种新的异质结碳化硅光导开关器件结构。该结构可以把碳化硅材料的优良特性与光导开关的杰出优点有机结合,可以增大光导开关的有效面积,提高光导开关的耐高压性能,提高开关的重复频率。 其次,建立了光导开关的等效模型,即把光导开关等效为一个时变电阻和间隙电容并联的形式,通过求解载流子浓度的分布规律求得了时变电阻的表达式,同时参考经验公式也得到了间隙电容的数值。 针对所建立的等效模型,计算模拟了光导开关在不同条件下载流子浓度的变化规律、激发光的波长、激发光强度、开关电极间隙以及不同偏压对光导开关特性的影响,最后还对光导开关输出进行了频谱特性分析。


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