基于GaAs光电导开关和氧化锌的新型组合开关的实验及机理分析

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本文基于砷化镓光电导开关和氧化锌压敏电阻的特性,提出一种新型的组合开关。GaAs PCSS作为新型开关中的主要器件之一,其主要的特点有:对激光脉冲的超快响应,高峰值电流,抖动小,电路回路简单等;而氧化锌压敏电阻也具有较高的稳定性,非线性系数大,大的浪涌吸收能力等优点。本文正是利用二者的特性,把光电导开关和氧化锌串联起来,形成新的开关。在暗态时,由于氧化锌分压,新型组合开关的耐压能力高于单一砷化镓光电导开关;触发时,由于氧化锌具有良好的非线性,从而也可实现对整个电路的开启与关断。本文通过对二者宏观和微观导电特性的分析和了解,首先从理论和实验两个方面讨论了,在暗态下光电导开关和氧化锌的分压关系,且理论与实验所取得的结果一致;其次,对组合开关在不同的总电压下进行了实验,研究其输出波形,并把其输出波形分为三个阶段:容性阶段,过渡阶段和阻性阶段,随着总电压的升高,观察到传导电流的增长速度大于容性电流的增长速度,并对光电导开关触发下的氧化锌的残压过冲现象进行了分析,并与铜球隙开关和光控硅开关产生这一现象做了对比;最后,本文通过对不同新型组合开关进行测试,并对其结果进行了分析和讨论,通过改进电路,运用二次储能电容,提高了组合开关的性能。
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