以“电路”课程为起点仿真能力三年一贯制培养

Multisim和Matlab仿真计算类软件,是电类专业的重要通识教育内容,单独设课有局限性。本文提出"及早接触、循序渐进、有机融合,贯穿始终"的改革指导思想,阐述了以"电路"课程为楔入点,在我校自动化专业教学改革中推行仿真软件"三年一贯制"教学模式的具体措施。     

光激发单极畴与耿氏偶极畴的物理机制比较

对比了半绝缘多能谷光电导开关中光激发单极畴和耿氏器件中偶极畴的物理机制. 从产生机理、电场分布、电子浓度、生长和演变过程等多角度阐述光激发单极畴的特性. 与偶极畴显著不同的是,光激发单极畴内仅有光生电子积累层,没有正离子层;光激发单极畴与光生空穴之间产生了一个与外加电场反向的电场,使畴前电场增强,畴头部电子浓度最高;光激发单极畴生长过程可以一直持续下去,终因电子碰撞电离演变为发光畴,如果碰撞电离达到雪崩强度,将演变为雪崩发光畴. 最后,本文用光激发单极畴模型解释了光电导开关非线性工作模式的超快上升沿、发光电流丝、电流锁定现象等重要实验现象.     

半绝缘GaAs光电导开关非线性电脉冲超快上升特性研究

利用流体模型对光生载流子的输运进行了模拟研究,结果表明载流子在输运过程中形成的光激发电荷畴是产生电脉冲超快上升特性的主要原因.对光激发电荷畴的形成和吸收过程的进一步研究表明：1)形成过程中的光激发电荷畴增强了电子的浓度梯度;2)光激发电荷畴在被阳极吸收的过程中,光电导开关偏置电压的快速下降能促进电流上升速度.光激发电荷畴的形成和吸收两大过程共同作用下,形成了电脉冲的超快上升特性. 关键词： 光电导开关 非线性模式 光激发电荷畴 上升时间     

高增益双层组合GaAs光电导开关设计与实验研究

设计制备了一种由双层半绝缘GaAs:EL2晶体组成的新型超快光电导功率开关.由于触发状态下双层GaAs晶体之间满足动态分压关系,使该开关在强电场偏置下触发时,双层GaAs晶体既能先后发生高增益过程,又能相互抑制对方进入锁定状态,开关输出为近似方波的双峰脉冲.因此,这种开关的工作方式既具有非线性模式特有的所需触发光能小、上升速度快等优点,又具有线性模式特有的重复工作频率高、使用寿命长等优点.偏压6500V时用脉宽8ns、能量3mJ的1064nm激光触发,输出电脉冲的上升沿为13.2ns,下降沿为54.6ns 关键词： 光电半导体开关 高增益 锁定效应     

1.2kV氧化槽交替隔离型RC-IGBT的结构设计及特性研究

提出了一种1.2 kV氧化槽交替隔离型RC-IGBT结构。通过采用和正面栅极工艺相同的沟槽刻蚀技术,在器件背面形成交替出现的氧化槽,氧化槽结构增大了RC-IGBT背部N~+ Collector和P~+ Collector之间的短路电阻,从而从根本上消除了传统结构的电压折回(Snapback)现象。为了不增加工艺难度,氧化槽的宽度和栅极的宽度完全一致。研究了氧化槽的深宽比对Snapback现象的影响规律,以及氧化槽之间N~+ Collector与P~+ Collector掺杂长度对器件特性的影响。结果表明,新结构的设计能完全消除Snapback现象,且相较传统结构,元胞尺寸减小了一半,并且器件恢复损耗降低了30%。     

基于FPGA的EBNNS矢量量化码字搜索算法的电路设计

等和值块扩展最近邻搜索算法(EBNNS)是一种快速矢量量化码字搜索算法,该算法首先将码书按和值大小排序分块,编码时查找与输入矢量和值距离最近的码书块中间码字,并将它作为初始匹配码字.然后在该码字附近上下扩展搜索相邻码字中距输入矢量最近的码字,最后将搜索到的最匹配码字在码书中的地址输出.同时本文对该算法进行了FPGA设计.设计时采用串并结合和流水线结构,折中考虑了硬件面积和速度.结果表明针对所用FPGA器件Xilinx xc2v1000,整个系统最大时钟频率可达88.36MHz,图像处理速度约为2.2 MPixel/s.     

非线性GaAs光电导开关的瞬态特性分析

基于能量守恒原理推导出非线性GaAs光电导开关电路的差分公式,代入实验数据计算出开关的瞬态电压、电阻、功率.该方法解决了长期以来非线性GaAs光电导开关的瞬态特性难于测量的问题.通过GaAs光电导开关的瞬态电压曲线知,在锁定期间开关平均电场强度总是大于耿氏阈值,并随时间单调递增.通过对比开关与其电路电源的瞬态功率曲线,证明了电源功率不足是导致GaAs光电导开关从锁定状态进入自关断状态的根本原因,因此提出了在锁定期间通过改变电路的功率分布使开关可控关断的思想.     

光激发单极畴与耿氏偶极畴的物理机制比较

对比了半绝缘多能谷光电导开关中光激发单极畴和耿氏器件中偶极畴的物理机制.从产生机理、电场分布、电子浓度、生长和演变过程等多角度阐述光激发单极畴的特性.与偶极畴显著不同的是,光激发单极畴内仅有光生电子积累层,没有上离子层;光激发单极畴与光生空穴之间产生了一个与外加电场反向的电场,使畴前电场增强,畴头部电子浓度最高;光激发单极畴生长过程可以一直持续下去,终因电子碰撞电离演变为发光畴,如果碰撞电离达到雪崩强度,将演变为雪崩发光畴.最后,本文用光激发单极畴模型解释了光电导开关非线性工作模式的超快上升沿、发光电流丝、电流锁定现象等重要实验现象.     

高压超大电流光电导开关及其击穿特性研究

研制了耐压达32 kV,通态峰值电流达3.7 kA的高压超大电流半绝缘GaAs光电导开关.分析了光电导开关在强场下的击穿机理,指出对于间接能带间隙光导材料(如Si)制作的光电导开关,开关的击穿电压主要由陷阱填充限制电导模型决定.而对于直接能带间隙光导材料(如GaAs,InP等)制作的光电导开关,开关击穿主要是由开关体负阻效应在开关阳极产生的空间电荷累积所导致的开关阳极电场剧增引起的.基于转移电子效应对GaAs光电导开关击穿电压进行了理论计算,计算结果与实验相一致. 关键词： 光电导开关 击穿 转移电子效应 陷阱填充     

非线性光电导开关载流子碰撞电离分析

对非线性GaAs光电导开关在锁定期间的电流成丝现象、具有负微分迁移率的速场特性、深能级的陷阱效应、光子的再吸收等因素进行分析,建立了非线性光电导开关锁定期间的连续性方程和电中性方程.基于该方程组,用有限差分法计算了偏压为2 200 V的3.5 mm GaAs∶EL2非线性光电导开关的电流实验数据,得到电流丝内载流子瞬态特性为：载流子浓度约为1017 cm－3,EL2电子陷阱近似饱和;电子电流随锁定时间明显下降,空穴电流基本不变;单位寿命时间载流子雪崩倍增因子的均值约为1.2,其统计起伏随锁定时间增大.