超快GaAs光电导开关电压传输效率的研究

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GaAs光电导开关具有触发晃动低、寄生电感电容小、响应速度快、重复频率高、耐高压能力强、功率容量大等特性,所以在超高速电子学和大功率脉冲产生及其整形技术领域得到广泛应用。本文针对反映光电导开关传输特性的重要参数电压传输效率进行了理论分析和实验研究。  本文首先对光电导开关的基本工作原理进行了总结,分析了微带线和同轴线对传输电脉冲的损耗和色散影响;研究了光电导开关的的实验电路,分析得到了开关的内部电路图、等效电路,推导出了GaAs光电导开关在线性工作模式下的时变电阻方程;最后根据Warren等人提出的思路,在Pspice中对线性工作模式下的光电导开关进行了模拟,得到了模拟时间与负载电压的关系曲线。  通过对光电导开关基本理论的分析总结,本文重点研究了光电导开关的电压传输效率。分析了影响光电导开关线性工作模式下电压传输效率的因素,并对影响光电导开关电压传输效率的偏置电压、触发光能量、触发激光波长等因素进行了逐一分析、归纳和总结,得了一些结论。分析指出在光电导开关两端的偏置电压较小条件下,光能量越大,光电导开关的电压传输效率随偏置电场增大而下降的趋势变小;若光电导开关两端的偏置电压升高,电压传输效率随偏置电压的增大而增大,随着触发激光光脉冲能量的增加,其电压传输效率也会继续升高,但是随着触发激光光脉冲能量的持续增大,电压传输效率将逐渐趋于饱和。在触发激光功率较低时,光电导开关的电压传输效率也很难出现随偏置电压升高而升高的现象。同时,根据上述推论和对相关实验数据的分析,使理论分析所得结论对实验现象进行了较好的解释。
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