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沿面闪络和丝状电流对光电导开关的损伤机理
被引量：
3
1
作者
马湘蓉
施卫
+1 位作者
薛红
纪卫莉
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第10期129-135,共7页
通过对电极间隙为3mm和8mm半绝缘GaAs光电导开关损伤实验研究发现,引起开关损伤的主要机制是沿面闪络和丝状电流。沿面闪络是在高偏置电压条件下GaAs材料在热传导过程中表现的熔化?再结晶现象,对开关造成了致命性损伤;而丝状电流是开关...
通过对电极间隙为3mm和8mm半绝缘GaAs光电导开关损伤实验研究发现,引起开关损伤的主要机制是沿面闪络和丝状电流。沿面闪络是在高偏置电压条件下GaAs材料在热传导过程中表现的熔化?再结晶现象,对开关造成了致命性损伤;而丝状电流是开关在非线性工作模式下由于存在负微分电导效应(NDC),形成的高浓度电子?空穴等离子体通道,芯片内产热和冷却之间达到了动态平衡,开关处于光控预击穿状态,存在可恢复性和不可恢复性两类损伤。
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关键词
半绝缘GaAs光电导开关
沿面闪络
丝状电流
损伤
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职称材料
弱光触发下GaAs光电导开关的载流子输运和热失效机制
2
作者
司鑫阳
徐鸣
+2 位作者
王文豪
常家豪
王铖杰
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期2153-2160,共8页
弱光触发下高倍增砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内以丝状电流为表现形式的载流子输运机制对其瞬态工作特性和寿命研究有重要意义。该文基于有限元方法构建了GaAs PCSS的物理模型,结合丝状电流的生热机制对1.5μJ弱光触发下开关的瞬态输...
弱光触发下高倍增砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内以丝状电流为表现形式的载流子输运机制对其瞬态工作特性和寿命研究有重要意义。该文基于有限元方法构建了GaAs PCSS的物理模型,结合丝状电流的生热机制对1.5μJ弱光触发下开关的瞬态输出电流和晶格温度进行了仿真分析,考察了偏置电场对GaAs PCSS输出特性的影响。通过不同时刻开关内部的瞬态电场、电子浓度和晶格温度等方面研究了高倍增模式下GaAs PCSS的光生载流子输运过程和损伤机理。结果表明,高密度丝状电流的存在伴随于高场畴的产生和发展。开关内部电场越高,负微分效应引起的载流子聚束现象越明显,相应的电子浓度和晶格温度值也越高;在浓度达1017 cm^(-3)数量级的等离子体通道中,阳极附近电场强度和晶格温度最大值分别为220 kV/cm和821.92 K。
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关键词
GAAS
光电导开关
高倍增模式
丝状电流
输运机制
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职称材料
重复频率下GaAs光电导开关的热积累研究
被引量：
2
3
作者
高荣荣
徐鸣
+2 位作者
罗伟
司鑫阳
刘骞
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第15期4010-4018,共9页
非线性模式下高密度丝状电流的热效应往往引发砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内部温度急剧上升,从而导致可靠性下降甚至热击穿,限制了器件的进一步应用。针对重复频率条件下光电导开关内部的热积累问题,基于理论分析构建二维模型,对高功...
非线性模式下高密度丝状电流的热效应往往引发砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内部温度急剧上升,从而导致可靠性下降甚至热击穿,限制了器件的进一步应用。针对重复频率条件下光电导开关内部的热积累问题,基于理论分析构建二维模型,对高功率砷化镓光电导开关内部丝状电流温度分布进行模拟,获得了开关内部温度的时空变化规律。结果表明,由于材料自身的负微分迁移率(NDM)和导热系数等物理参数的影响,重复频率越高,热积累效应越明显。当重复频率为10 kHz时,温度最高升至1 262.73 K;在1 kHz重复频率触发下,丝状电流的直径较小(≤10μm)时,开关内部热积累效应不显著,当直径较大(>10μm)时,温度随着丝状电流直径的增加呈指数升高,温度最高可至871.43 K。该研究可为重复频率工作条件下大电流非线性GaAs PCSS的工作稳定性研究提供理论指导。
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关键词
砷化镓光电导开关
热积累效应
重复频率
丝状电流
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职称材料
题名
沿面闪络和丝状电流对光电导开关的损伤机理
被引量：
3
1
作者
马湘蓉
施卫
薛红
纪卫莉
机构
西安理工大学数理学院
渭南师范学院物理与电子工程系
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2010年第10期129-135,共7页
基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)(2007CB310406)
国家自然科学基金(50837005
10876026)资助项目
文摘
通过对电极间隙为3mm和8mm半绝缘GaAs光电导开关损伤实验研究发现,引起开关损伤的主要机制是沿面闪络和丝状电流。沿面闪络是在高偏置电压条件下GaAs材料在热传导过程中表现的熔化?再结晶现象,对开关造成了致命性损伤;而丝状电流是开关在非线性工作模式下由于存在负微分电导效应(NDC),形成的高浓度电子?空穴等离子体通道,芯片内产热和冷却之间达到了动态平衡,开关处于光控预击穿状态,存在可恢复性和不可恢复性两类损伤。
关键词
半绝缘GaAs光电导开关
沿面闪络
丝状电流
损伤
Keywords
Semi-insulating（SI） GaAs photoconductive switch
surface flashover
filamention
injury
分类号
TN36 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
弱光触发下GaAs光电导开关的载流子输运和热失效机制
2
作者
司鑫阳
徐鸣
王文豪
常家豪
王铖杰
机构
西安理工大学应用物理系
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第7期2153-2160,共8页
基金
国家自然科学基金项目(52277164,51877177)
陕西高校青年创新团队项目(超快光电器件与材料)
+1 种基金
陕西省科技计划重点项目(2021JZ-48)
陕西省教育厅青年创新团队建设项目(21JP085,21JP088,22JP058)资助。
文摘
弱光触发下高倍增砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内以丝状电流为表现形式的载流子输运机制对其瞬态工作特性和寿命研究有重要意义。该文基于有限元方法构建了GaAs PCSS的物理模型,结合丝状电流的生热机制对1.5μJ弱光触发下开关的瞬态输出电流和晶格温度进行了仿真分析,考察了偏置电场对GaAs PCSS输出特性的影响。通过不同时刻开关内部的瞬态电场、电子浓度和晶格温度等方面研究了高倍增模式下GaAs PCSS的光生载流子输运过程和损伤机理。结果表明,高密度丝状电流的存在伴随于高场畴的产生和发展。开关内部电场越高,负微分效应引起的载流子聚束现象越明显,相应的电子浓度和晶格温度值也越高;在浓度达1017 cm^(-3)数量级的等离子体通道中,阳极附近电场强度和晶格温度最大值分别为220 kV/cm和821.92 K。
关键词
GAAS
光电导开关
高倍增模式
丝状电流
输运机制
Keywords
GaAs photoconductive semiconductor switch
high-gain mode
filamentary current
transport mechanism
分类号
O473 [理学—半导体物理]
TM564 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
重复频率下GaAs光电导开关的热积累研究
被引量：
2
3
作者
高荣荣
徐鸣
罗伟
司鑫阳
刘骞
机构
西安理工大学理学院
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第15期4010-4018,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52277164,51877177,52007152)
陕西高校青年创新团队项目(超快光电器件与材料)
+2 种基金
中国博士后科学基金项目(2021M702639)
陕西省科技计划重点项目(2021JZ-48)
陕西省教育厅青年创新团队建设项目(21JP085,21JP088,22JP058)资助。
文摘
非线性模式下高密度丝状电流的热效应往往引发砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内部温度急剧上升,从而导致可靠性下降甚至热击穿,限制了器件的进一步应用。针对重复频率条件下光电导开关内部的热积累问题,基于理论分析构建二维模型,对高功率砷化镓光电导开关内部丝状电流温度分布进行模拟,获得了开关内部温度的时空变化规律。结果表明,由于材料自身的负微分迁移率(NDM)和导热系数等物理参数的影响,重复频率越高,热积累效应越明显。当重复频率为10 kHz时,温度最高升至1 262.73 K;在1 kHz重复频率触发下,丝状电流的直径较小(≤10μm)时,开关内部热积累效应不显著,当直径较大(>10μm)时,温度随着丝状电流直径的增加呈指数升高,温度最高可至871.43 K。该研究可为重复频率工作条件下大电流非线性GaAs PCSS的工作稳定性研究提供理论指导。
关键词
砷化镓光电导开关
热积累效应
重复频率
丝状电流
Keywords
GaAs PCSS
thermal accumulation effect
repetition rate
filamentary current
分类号
O473 [理学—半导体物理]
TM89 [电气工程—高电压与绝缘技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
沿面闪络和丝状电流对光电导开关的损伤机理
马湘蓉
施卫
薛红
纪卫莉
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2010
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
弱光触发下GaAs光电导开关的载流子输运和热失效机制
司鑫阳
徐鸣
王文豪
常家豪
王铖杰
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
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下载PDF
职称材料
3
重复频率下GaAs光电导开关的热积累研究
高荣荣
徐鸣
罗伟
司鑫阳
刘骞
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
2
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