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大功率GaAs光导开关时域特性研究

作　者: 刘思力
导　师: 龚仁喜
学　校: 广西大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: GaAs光导开关补偿线性工作模式非线性工作模式
分类号: TN256
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

半导体光电导开关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，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性，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-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。

全文目录

第1章绪论  7-12
  1.1 光导开关的发展历史  7-8
  1.2 研究现状及存在的问题  8-10
    1.2.1 理论研究现状  8
    1.2.2 应用研究现状  8-9
    1.2.3 目前存在的问题  9-10
  1.3 研究意义  10-11
  1.4 本文的主要工作  11-12
第2章半导体器件的模拟方法  12-17
  2.1 半导体器件基本方程  12-14
  2.2 模拟的基本过程  14
  2.3 参数的讨论  14-17
第3章 GaAs光导开关工作原理及工作模式  17-25
  3.1 光导开关的基本结构  17-18
  3.2 光电导开关的工作原理  18-19
  3.3 光电导开关的工作模式  19-22
    3.3.1 线性工作模式  19-20
    3.3.2 非线性工作模式  20-22
  3.4 线性光电导开关输出特性分析  22-25
第4章 GaAs材料特性及补偿机制  25-33
  4.1 半绝缘GaAs材料特性  25-27
  4.2 半绝缘GaAs：Cu  27-29
  4.3 补偿特性  29-33
第5章 GaAs光导开关特性研究  33-51
  5.1 建模的有关考虑  33-36
  5.2 模型方程  36-39
  5.3 模型方程的具体求解过程  39-42
    5.3.1 模型方程的网格划分  39
    5.3.2 模型方程的离散化  39-40
    5.3.3 模型方程的线性化  40-42
  5.4 载流子初始浓度计算  42-45
  5.5 模拟结果及分析  45-48
    5.5.1 静态模拟结果  45-47
    5.5.2 瞬态模拟结果  47-48
  5.6 光导开关非线性现象的理论解释  48-51
第6章结论  51-52
参考文献  52-55
致谢  55
声明  55-56
在学期间的研究成果及发表的学术论文  56

大功率GaAs光导开关时域特性研究

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