高击穿电压的AIGaN/GaN FP-HEMT研究与分析

就蓝宝石衬底上制备的AlGaN／GaN场（field plate）HEMT器件、常规HEMT器件性能进行了分析对比．结果证明两种结构的器件直流参数变化不大，但是采用场板后器件的击穿电压从52V提高到了142V．在此基础上利用Sivaco软件对两种器件进行模拟仿真，深入分析了FP对器件击穿电压的影响．     

高击穿电压的AlGaN/GaN FP-HEMT研究与分析

就蓝宝石衬底上制备的AlGaN/GaN场板(field plate)HEMT器件、常规HEMT器件性能进行了分析对比.结果证明两种结构的器件直流参数变化不大，但是采用场板后器件的击穿电压从52V提高到了142V.在此基础上利用Sivaco软件对两种器件进行模拟仿真，深入分析了FP对器件击穿电压的影响.     

GaN FP-HEMTs中击穿电压与电流崩塌的关系

研究了钝化在抑制电流崩塌的同时，会引起HEMT器件击穿电压的下降.而采用场板结构的AlGaN/GaN场板HEMT器件(FP-HEMT)的击穿电压从46V提高到了148V，表明了场板对提高击穿电压有显著作用(3倍以上).接着，比较了FP-HEMT器件与常规HEMT器件，钝化后HEMT器件在应力前后的电流崩塌程度，得出了采用场板结构比之钝化对器件抑制电流崩塌有更明显作用的结论.从理论上和实验上都表明，采用场板结构能够很好解决提高击穿电压与抑制电流崩塌之间的矛盾. 关键词： GaN 场板 击穿电压 电流崩塌     

纳秒脉冲电压下气体开关的击穿特性

采用快速Marx发生器产生ns量级的高电压脉冲,分别开展了不同脉冲电压值下气体开关自击穿实验,获得了气体开关在不同气压下的击穿电压和击穿延迟时间以及抖动。详细介绍了纳秒脉冲电压作用下,气体火花开关击穿电压和击穿延迟时间随工作气压变化的特点,指出了气体开关在不同场合应用时的要求。     

纳秒脉冲电压下气体开关的击穿特性

 采用快速Marx发生器产生ns量级的高电压脉冲,分别开展了不同脉冲电压值下气体开关自击穿实验,获得了气体开关在不同气压下的击穿电压和击穿延迟时间以及抖动。详细介绍了纳秒脉冲电压作用下,气体火花开关击穿电压和击穿延迟时间随工作气压变化的特点,指出了气体开关在不同场合应用时的要求。     

高压氦气平行极板击穿电压实验研究

为获得高温气冷堆核电站电气设备绝缘设计所需基础数据, 本文设计了一套测量高压氦气绝缘性能的装置. 利用该装置进行了15-20 ℃, 0.1-7 MPa氦气, 间距0.25, 0.35, 0.5 mm平行极板击穿实验. 实验表明: 氦气的绝缘性能远低于空气; 气压越高, 氦气的击穿电压越大, 3.0 MPa氦气的击穿电压与常压空气基本一致; 根据低气压实验数据和巴申定律推导的公式, 在高气压下计算值偏大, 且偏差随着气压和间距乘积的增大不断增大; 提出了可计算0.1-7 MPa氦气击穿电压的简易公式, 同时修正了高气压氦气的巴申公式, 并进行了理论分析.     

脉冲电压下的自击穿水介质开关击穿特性和电路参数实验研究

 介绍了“强光一号”加速器中两种结构的自击穿水开关,建立了简化的开关电路模型,并通过估算和Pspice模拟确定了开关的电路参数,包括电极间杂散电容、火花通道电感和火花电阻。研究表明开关导通过程中的流注电容效应可以忽略,放电通道火花电感与电阻选取流注导通时刻的值,且在主放电电流传递过程中保持不变。根据实验结果,阐述了两种开关击穿的不同特点：对于局部电场增强型的球-板电极结构的主开关,可以采用J. C. Martin稍不均匀场水击穿经验公式估算临界场强;而棒-板电极结构的多针开关,适合用J. C. Martin针-板击穿模型的水击穿经验公式估算临界场强,且并联工作的9个多针开关可以同时形成独立的放电通道。     

脉冲电压下的自击穿水介质开关击穿特性和电路参数实验研究

介绍了“强光一号”加速器中两种结构的自击穿水开关,建立了简化的开关电路模型,并通过估算和Pspice模拟确定了开关的电路参数,包括电极间杂散电容、火花通道电感和火花电阻。研究表明开关导通过程中的流注电容效应可以忽略,放电通道火花电感与电阻选取流注导通时刻的值,且在主放电电流传递过程中保持不变。根据实验结果,阐述了两种开关击穿的不同特点：对于局部电场增强型的球-板电极结构的主开关,可以采用J. C. Martin稍不均匀场水击穿经验公式估算临界场强;而棒-板电极结构的多针开关,适合用J. C. Martin针-板击穿模型的水击穿经验公式估算临界场强,且并联工作的9个多针开关可以同时形成独立的放电通道。     

电极表面光滑程度对水介质高电压击穿的影响

采用水介质同轴实验装置,改变电极表面的光滑程度,在μs级充电时进行水介质击穿实验,并对实验结果进行了分析和解释。结果表明：抛光电极表面可有效提高水介质耐高电压击穿能力;表面粗糙度为0.4～0.8 μm的抛光电极表面的击穿场强比表面粗糙度为1.6～3.2 μm的粗糙抛光电极表面,更符合Martin公式。电极表面光滑程度的改善,使阴极场致发射电流减弱进而击穿延迟时间变长,气泡也更难以附着在光滑的电极表面,从而可以提高水介质耐高电压击穿能力。     

电极表面光滑程度对水介质高电压击穿的影响

 采用水介质同轴实验装置,改变电极表面的光滑程度,在μs级充电时进行水介质击穿实验,并对实验结果进行了分析和解释。结果表明：抛光电极表面可有效提高水介质耐高电压击穿能力;表面粗糙度为0.4～0.8 μm的抛光电极表面的击穿场强比表面粗糙度为1.6～3.2 μm的粗糙抛光电极表面,更符合Martin公式。电极表面光滑程度的改善,使阴极场致发射电流减弱进而击穿延迟时间变长,气泡也更难以附着在光滑的电极表面,从而可以提高水介质耐高电压击穿能力。     

静电场和稳恒电流磁场诸定律的统一性浅探

从点电荷的场强公式出发，根据狭义相对论中场强张量的变换，推导出了静电场和稳恒电流磁场的诸定律，使学生对电场和磁场的统一性有了更为深刻的认识．     

静电场中电场强度的数值意义

“近场强远场弱”是静电场的普遍特点,宏观带电体的静电场是点电荷电场叠加的结果.本文以静电场中两个实际的电场强度问题为例,用相对数值比较了电荷分布对电场强度的贡献,阐述电场强度“近场强远场弱”的数值意义.     

一类二维时变磁场激发涡旋电场的静电场类比计算

通过二维涡旋电场与二维静电场分布的比较，求解椭圆柱区域磁场随时间变化所激励的涡旋电场的场强转变为求解电场的势，从而使问题简化。     

高压静电场抗垢性能的实验研究

通过静态和动态两种方法,进行了高压静电抗垢强化传热实验研究.静态实验结果表明,高压静电场能够使污垢晶体形态发生改变,由六面体结构变为树枝状和薄片状结构,并促进污垢晶体尺寸的增大.动态实验结果表明,成垢溶液经过高压静电处理以后,污垢热阻明显减小,流速的增大能够增强抗垢能力.     

高压静电场促进植物生长技术的研究

高压静电场促进植物生长技术源于自然又高于自然 ,它包括静电种子处理和静电场生长环境等技术 .文章论述了该技术的实施方法 ,并报道了已经取得的初步成果 .     

高压静电抗垢强化传热实验研究

在污垢热阻动态监测装置上,进行了高压静电抗垢强化传热实验研究．结果表明,成垢溶液经过高压静电处理以后在换热表面结垢减轻,污垢热阻明显减小,阻垢率可达到56．5％．对污垢晶体的扫描电镜观察表明,高压静电处理后污垢晶体形态发生了改变,由结构致密型的霰石改变为结构松散的不定形体,从而不易在换热表面结垢。     

浅谈“电流场模拟静电场”实验中的二场的比拟

本讨论了“用稳恒电流场模拟静电场”实验中的二场比拟的依据和条件。     

空间静电场分布的计算机模拟

根据电磁场的基本理论,利用有限元差分法建立进行计算的物理模型,对于带电系统的静电场分布进行计算机模拟和计算。只要给出模拟场的实际几何尺寸和边界条件,即可通过计算机得到静电场分布图和曲线。     

均匀带电圆环片的空间静电场分布

利用1/︱r-r′︱的柱函数展开式及贝塞尔函数的性质,计算出均匀带电圆环片在空间产生的电势及场强,并对结果进行讨论;指出当所研究的问题具有轴对称性时,利用柱函数展开式能更方便地分析其形成的空间静电场,其求法对柱体、螺线管等形成的电磁场同样适用.     

改进“用模拟法测绘静电场"实验

本介绍了对“用模拟法测绘静电场”实验装置的几点改进。