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上海申思特自動化設備有限公司

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高電壓強電流下光電導歐瑪爾OMAL開關的損傷及壽命分析
高電壓強電流下光電導歐瑪爾OMAL開關的損傷及壽命分析
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更新時間:2016-12-23 16:05:38瀏覽次數(shù):663

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【簡單介紹】
高電壓強電流下光電導歐瑪爾OMAL開關的損傷及壽命分析
光電導OMAL開關簡稱PCSS's具有觸發(fā)無晃動、寄生電感電容小、上升時間快、重復頻率高等特點,特別是耐高壓及大功率容量使其在超高速電子學和大功率脈沖產(chǎn)生與整形技術領域具有廣泛的應用前景。
【詳細說明】

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

高電壓強電流下光電導歐瑪爾OMAL開關的損傷及壽命分析
近年來電壓技術無論理論研究,還是生產(chǎn)應用都有了相當?shù)某晒鸵?guī)模,OMAL開關電壓的研究涉及電力電子,自動控制等諸多技術領域;軟OMAL開關,高頻化是OMAL開關電壓的重要研究方向。傳統(tǒng)的OMAL開關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開關導通是硬OMAL開關導通,使得OMAL開關電壓效率一般約為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開關電壓技術應用于電壓中,設計了高頻OMAL開關電壓,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開關發(fā)展的關鍵因素。分析了OMAL開關電極和芯片材料的退化和損傷機制。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是導致OMAL開關擊穿的主要原因。電極的退化和損傷主要是由于強電場觸發(fā)時,OMAL開關電極金屬-半導體材料互擴散、金屬電極的電遷移等效應。 在高壓強流下分別進行了OMAL開關的壽命實驗和耐壓實驗?;诠怆妼MAL開關中絲狀電流的流注理論解釋了OMAL開關芯片上損傷的深溝道現(xiàn)象。認為電流流注首先出現(xiàn)于載流子高密度區(qū),由于輻射復合和再吸收,會觸發(fā)材料產(chǎn)生新的電子-空穴對,導致載流子雪崩倍增。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開關可以抑制鎖定效應,提高高壓強流下OMAL開關的壽命。 PCSS's與氣體OMAL開關的組合OMAL開關: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引起的OMAL開關的持續(xù)損傷,同時,氣體間隙的存在使得光電導OMAL開關不會長時間承受高電壓,有利于提高OMAL開關壽命。

高電壓強電流下光電導歐瑪爾OMAL開關的損傷及壽命分析
雙層 PCSS's的組合OMAL開關:兩層OMAL開關既能先后發(fā)生高增益過程,又能相互抑制對方進入鎖定狀態(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,又具有線性模式*的使用壽命長的優(yōu)點。



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