串级二极管工作过程的电路分析

介绍了利用串级二极管产生大面积脉冲硬X射线的基本原理,建立了串级二极管的等效电路模型,分析了二极管串联工作过程,通过模拟计算给出了串级二极管工作过程的影响因素。串级二极管分压过程分为电容分压、阻抗和容抗分压、真空击穿后动态平衡及阻抗分压四个阶段,二极管电容和真空击穿电压是影响二极管串联初始阶段分压的主要因素,二极管的阻抗变化过程和二极管间隙的击穿时间差决定二极管分压的一致性。     

非线性伏安特性实验数据处理的研究

用FD-UI-A非线性元件伏安特性实验仪测量了普通二极管和稳压二极管伏安特性,研究了用软件处理非线性数据的过程.研究结果表明,普通二极管和稳压二极管的伏安特性呈现出非线性,但其-呈良好的线性关系,其斜率反映了二极管材料的导电特性.     

强流脉冲电子束二极管等离子体漂移速度的研究

 强流相对论电子束二极管阴阳极等离子体的形成和漂移,是二极管工作状态研究的重要组成部分。根据Child-Langmuir定律和二极管导流系数,结合二极管阴极电子发射面积的变化模型,给出了二极管阴阳极等离子体漂移所导致的阴阳极间隙闭合速度。     

不同封装方式对肖特基二极管高频性能的影响

肖特基二极管是太赫兹接收机的关键器件,通过在高频下对不同封装形式的肖特基二极管进行建模仿真,研究不同封装方式对肖特基二极管性能的影响。首先通过建立肖特基二极管的仿真模型,在高频结构仿真软件HFSS中对肖特基二极管在0~120GHz频段进行仿真,得到该肖特基二极管的S参数,并对S参数仿真结果和实测结果进行对比,证明了该二极管模型的准确性。然后分别建立肖特基二极管的普通封装模型和肖特基二极管的倒装芯片(flip-chip)封装模型,并对这两种封装模型进行仿真,得到其在两种不同封装结构下的S参数,进而对两种不同封装方式的S参数的-3dB带宽以及相位一致性进行对比分析。最终,对应用于太赫兹波段的肖特基二极管由于封装不同而带来的带宽以及相位的区别及其成因进行分析,论证了flipchip封装更适合应用于太赫兹波段的肖特基二极管,与普通封装相比,该封装在高频下对肖特基二极管的电性能有比较大的改进。     

低阻抗二极管产生的强流电子束能谱分布的数值模拟

 给出了低阻抗二极管产生的电子束能谱分布及外加磁场对二极管阻抗影响的数值模拟研究结果。结果表明，即使在外加电压恒定的条件下，二极管产生的电子束也具有一定的能谱分布，这说明用二极管电压、电流波形计算脉冲电子束能谱分布是不正确的。另外,外加磁场对低阻抗二极管的阻抗特性具有较大影响，其阻抗随外加磁场的增大而减小。分析认为这是由于外加磁场强度的变化改变了二极管中束电子的运动轨迹。当没有外加磁场或外加磁场较小时，低阻抗二极管产生的电子束发生自箍缩，此时二极管电流是自箍缩饱和顺位流；当外加磁场足够强时，电子束的自箍缩被抑制，二极管电流是没有箍缩时的空间电荷限制电流。束电流小于自箍缩临界电流的二极管其阻抗将不随外加磁场的变化而变化。     

低阻抗脉冲电子束加速器的二极管参数测量

低阻抗脉冲电子束加速器二极管的状态对加速器的调试运行是十分重要的。采用WP-2250可编程数字化系统将二极管电流、电压及电流随时间变化率波形进行时间关联、记录,通过数据处理获得了所需的二极管参数和二极管动态参数。     

高功率脉冲离子束的产生

分析了高功率二极管中的双向流以及提高离子流产生效率的反射三极管、磁绝缘二极管和箍缩二极管工作原理,概述了高功率脉冲离子束研究进展及发展方向。     

高功率脉冲离子束的产生

 分析了高功率二极管中的双向流以及提高离子流产生效率的反射三极管、磁绝缘二极管和箍缩二极管工作原理,概述了高功率脉冲离子束研究进展及发展方向。     

无箔二极管的设计与静态数值模拟

 设计并完成了一无箔二极管,该二极管预计产生1MV、20ns、10kA以上的空心脉冲电子束。研究了无箔二极管的静态数值模拟方法,求得完全的自洽解。利用编制的程序对设计的无箔二极管进行了数值模拟,对结果进行了讨论。     

p-n结二极管结区边界附近的交流电特性

基于p-n结二极管的理想工作状态的基本假定,推导了二极管在交流电下工作时其基区和p-n结分界面附近上的时间常数与二极管空间尺寸、扩散长度、载流子寿命和外加交流电频率等的依赖关系.结果发现高频和低频两种状态下二极管各类特征参量对时间常数的作用不一样.低频条件下,二极管的时间常数由材料本身来决定,与外加电流频率无关.高频情况下,时间常数则与半导体材料性质无关,只由外加交流电的频率来决定. 关键词： p-n结二极管 时间常数 载流子 分界面     

Resonance amplifier model describing diode lasers coupled to short external resonators

A model of a regenerative resonance amplifier has been used to describe Fabry-Perot GaAs diode lasers coupled to short external resonators. The optical gain and the equivalent input of the resonance amplifier are controlled by means of appropriate rate equations. Homogeneous line-broadening and proportionality between gain and electron density have been assumed in this approach. The model was applied to a diode laser coupled to an external plane mirror placed at a variable distance from one diode mirror. A numerical evaluation of the coupling coefficient between laser and external cavity enables to predict the measured power output and mode selective properties of the coupled system. A similar analysis was done for diode lasers coupled to external hemispherical resonators. The model calculation confirms the previously demonstrated mode selective properties of the hemispherical configuration which permitted stable single mode operation.     

向内发射同轴型二极管电流电压关系二维修正

 给出了对同轴型强流电子束二极管的电流电压关系进行的部分理论推导与介绍,同时利用PIC数值模拟以及实验研究得到的二维效应修正关系曲线。在研究中首先给出了对向内发射同轴型二极管在不同电压等级下的电流电压关系,然后用PIC数值模拟方法进行验证。对数值模拟的结果也给出了理论推导公式在不同状态下的二维效应修正因子与电子束流运动的特点。在研究中得到的电流电压关系理论公式基本上反映了不同条件下同轴型二极管的束流特性,所以此研究结果可以直接应用于包含同轴型二极管结构的脉冲功率器件的设计与实验结果的分析中,为实验中相关问题的解决提供设计的依据与理论分析基础。     

12MeV直线感应加速器二极管优化设计研究

 本文用MAGIC程序对设计的多种12MV直线感应加速器的二极管结构进行模拟计算,得出了二极管阴极表面电场强度分布,并根据实验研究结果,得到了结构最佳设计的二极管模型;随后利用扫描电镜方法对不同天鹅绒的结构进行了分析与发射性能实验研究。最后得到优化后的二极管产生的电子束束流参数为发射束流I_e=8.50kA,传输束流I₈=3.0kA ,打靶束流I₀=2.30kA。     

阳极杆箍缩二极管的理论模型及物理特性

闪光X射线源是获得高凝聚态物质内部物理图像的重要手段,阳极杆箍缩二极管(RPD)作为其重要组成部分之一,直接影响闪光X射线源照相质量。研究RPD物理特性对二极管物理结构优化设计及实验调试具有重要意义。分析了RPD空间电荷限制、弱箍缩和磁绝缘阶段物理模型。基于PIC模拟技术,编写了计算程序,研究了RPD不同阶段的电子电流、离子电流及电子束箍缩物理特性。通过理论分析,获得了特定几何结构RPD物理模型修正系数及各个阶段离子电流与电子电流比,验证了粒子模拟代码的有效性。模拟结果表明:空间电荷限制阶段,粒子模拟结果与双极性流计算结果一致;在弱箍缩和磁绝缘阶段,粒子模拟得到的总电流与磁绝缘模型计算结果一致,且与文献给出的经验拟合表达式计算结果一致;磁绝缘阶段离子电流与电子电流之比与电压和二极管几何结构相关,给出了离子电子电流比增大系数η与电压和阴阳极半径比的关系,该系数受电子、离子在不同结构二极管渡越时间的影响,随电压和阴阳极半径比增加而逼近恒定值。     

Performance improvement of blue InGaN light-emitting diodes with a specially designed n-AIGaN hole blocking layer

Blue InGaN light-emitting diodes （LEDs） with a conventional electron blocking layer （EBL）, a common n-A1GaN hole blocking layer （HBL）, and an n-A1GaN HBL with gradual A1 composition are investigated numerically, which involves analyses of the carrier concentration in the active region, energy band diagram, electrostatic field, and internal quantum efficiency （IQE）. The results indicate that LEDs with an n-AIGaN HBL with gradual AI composition exhibit better hole injection efficiency, lower electron leakage, and a smaller electrostatic field in the active region than LEDs with a conven tional p-A1GaN EBL or a common n-A1GaN HBL. Meanwhile, the efficiency droop is alleviated when an n-A1GaN HBL with gradual A1 composition is used.     

Generation of a submillisecond electron beam with a high-density current in a plasma-emitter diode under the conditions of open plasma boundary emission

The generation of a 250-μs-wide electron beam in a plasma-emitter diode is studied experimentally. A plasma was produced by a pulsed arc discharge in hydrogen. The electron beam is extracted from a circular emission hole 3.8 mm in diameter under open plasma boundary conditions. The beam accelerated in the diode gap enters into a drift space in the absence of an external magnetic field through a hole 4.1 mm in diameter made in the anode. The influence of electron current deposition at the edge of the anode hole on the beam’s maximum attainable current, above which the diode gap breaks down, is studied for different accelerating voltages and diode gaps. The role of processes occurring on the surface of the electrodes is shown. For an accelerating voltage of 32 kV, a mean emission current density of 130 A/cm² is achieved. The respective mean strength of the electric field in the acceleration gap is 140 kV/cm. Using the POISSON-2 software package, the numerical simulation of the diode performance is carried out and the shape of steady plasma emission boundaries in the cathode and anode holes is calculated. The influence of the density of the ion current from the anode plasma surface on the maximum attainable current of the electron beam is demonstrated.     

Rod-pinch 二极管理论及数值模拟

 介绍了Rod-pinch二极管的基本结构和工作原理，采用Laminar模型分析了Rod-pinch二极管中的粒子运动过程及其阻抗特性。考虑背景空间离子电荷的影响，用1维Laminar方程分析Rod-pinch二极管中电子的自箍缩过程，并且利用Magic程序对其中的粒子运动进行数值模拟，求解二极管中的电压和电流，最终得出二极管的阻抗特性，在较低电压下，负极性RPD的性能明显不如正极性RPD。根据临界电流经验公式，初步验证Laminar理论模型的可行性。     

Effect of longitudinal applied magnetic field on the self-pinched critical current in intense electron beam diode

The effect of applied longitudinal magnetic field on the self-pinched critical current in the intense electron beam diode is discussed. The self-pinched critical current is derived and its validity is tested by numerical simulations. The results shows that an applied longitudinal magnetic field tends to increase the self-pinched critical current. Without the effect of anode plasma, the maximal diode current approximately equals the self-pinched critical current with the longitudinal magnetic field applied; when self-pinched occurs, the diode current approaches the self-pinched critical current.     

无箔二极管结构设计研究

用数值计算方法研究了无箔二极管中几何结构参量对束流的影响，得出了无箔二极管结构参数选择的部分规律，同时又结合实际给出了一个无箱二级管模型的最佳组合参数．     

Effect of the expanding explosive-emission centers plasma on theimpedance of a high-current diode

Formulas for the space-charge-limited electron current in a planar diode with a small hemispherical or hemi-cylindrical plasma emitter have been obtained theoretically and by a numerical simulation. For a periodic cathode structure of hemispherical emitters, an approximate expression for current is derived. Based on these results, the increase in current with time in high current explosive-emission diodes is explained. A condition has been found under which the expanding cathode plasma has no effect on the diode impedance. This is related to the electric field pressure on the cathode. A configuration of the cathode surface has been proposed which provides realization of this condition