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高電壓強(qiáng)電流下光電導(dǎo)歐瑪爾OMAL開關(guān)的損傷及壽命分析 
光電導(dǎo)OMAL開關(guān)簡稱PCSS's具有觸發(fā)無晃動、寄生電感電容小、上升時間快、重復(fù)頻率高等特點(diǎn),特別是耐高壓及大功率容量使其在超高速電子學(xué)和大功率脈沖產(chǎn)生與整形技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而高增益模式下存在絲狀電流現(xiàn)象且鎖定時間長達(dá)幾到幾十微秒,極易造成OMAL開關(guān)電極和芯片材料的損傷,極大的縮短了OMAL開關(guān)的使用壽命,限制了這類器件在高電壓大功率領(lǐng)域的應(yīng)用。

高電壓強(qiáng)電流下光電導(dǎo)歐瑪爾OMAL開關(guān)的損傷及壽命分析
近年來電壓技術(shù)無論理論研究，還是生產(chǎn)應(yīng)用都有了相當(dāng)?shù)某晒鸵?guī)模，OMAL開關(guān)電壓的研究涉及電力電子，自動控制等諸多技術(shù)領(lǐng)域；軟OMAL開關(guān)，高頻化是OMAL開關(guān)電壓的重要研究方向。傳統(tǒng)的OMAL開關(guān)電壓通常體積和重量很大，并且紋波較大，穩(wěn)定性不高，效率低，并且OMAL開關(guān)導(dǎo)通是硬OMAL開關(guān)導(dǎo)通，使得OMAL開關(guān)電壓效率一般約為70％；單臺電壓不能長期*工作，不能做到冗余系統(tǒng)來保證。討論了新型OMAL開關(guān)電壓技術(shù)應(yīng)用于電壓中，設(shè)計(jì)了高頻OMAL開關(guān)電壓，大大減少電壓的體積和重量，提高了電壓的穩(wěn)定性和效率。壽命問題已經(jīng)成為制約OMAL開關(guān)發(fā)展的關(guān)鍵因素。分析了OMAL開關(guān)電極和芯片材料的退化和損傷機(jī)制。指出芯片材料的損傷主要是由于EL2能級的存在；深能級缺陷及熱效應(yīng)是導(dǎo)致OMAL開關(guān)擊穿的主要原因。電極的退化和損傷主要是由于強(qiáng)電場觸發(fā)時,OMAL開關(guān)電極金屬-半導(dǎo)體材料互擴(kuò)散、金屬電極的電遷移等效應(yīng)。 在高壓強(qiáng)流下分別進(jìn)行了OMAL開關(guān)的壽命實(shí)驗(yàn)和耐壓實(shí)驗(yàn)。基于光電導(dǎo)OMAL開關(guān)中絲狀電流的流注理論解釋了OMAL開關(guān)芯片上損傷的深溝道現(xiàn)象。認(rèn)為電流流注首先出現(xiàn)于載流子高密度區(qū),由于輻射復(fù)合和再吸收,會觸發(fā)材料產(chǎn)生新的電子-空穴對,導(dǎo)致載流子雪崩倍增。隨著電流的增加,容易在熔融材料的流注通道上產(chǎn)生二次流注,這樣流注通道不斷積累,zui終造成了很深的損傷溝渠。通過兩種組合OMAL開關(guān)可以抑制鎖定效應(yīng),提高高壓強(qiáng)流下OMAL開關(guān)的壽命。 PCSS's與氣體OMAL開關(guān)的組合OMAL開關(guān)：既可以獲得更大的電流脈沖；又可以獲得超快的下降沿,后者可以避免由鎖定效應(yīng)引起的OMAL開關(guān)的持續(xù)損傷,同時,氣體間隙的存在使得光電導(dǎo)OMAL開關(guān)不會長時間承受高電壓,有利于提高OMAL開關(guān)壽命。

高電壓強(qiáng)電流下光電導(dǎo)歐瑪爾OMAL開關(guān)的損傷及壽命分析
雙層 PCSS's的組合OMAL開關(guān)：兩層OMAL開關(guān)既能先后發(fā)生高增益過程,又能相互抑制對方進(jìn)入鎖定狀態(tài),因此在高于非線性觸發(fā)光電閾值的條件下,既具有非線性模式*的所需光能小的優(yōu)點(diǎn),又具有線性模式*的使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。