11犽犞大功率犁犻犆光电导开关导通特性-强激光与粒子束.PDF

第 卷第 期 强 激 光 与 粒 子 束 ， ２２ ３ Ｖｏｌ．２２ Ｎｏ．３ 　 　 年 月 ， ２０１０ ３ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ Ｍａｒ． ２０１０ 　 　 文章编号： （ ） １００１４３２２２０１００３０５１１０４ 　 １１犽犞大功率犛犻犆光电导开关导通特性 黄 维， 常少辉， 陈之战， 施尔畏 　 　 　 　 （中国科学院 上海硅酸盐研究所，上海 ２０００５０） 摘 要： 采用高质量半绝缘碳化硅（ ）单晶材料制作了超快高耐压大功率 光电导开关。应用氟化 ＳｉＣ ＳｉＣ 　　 　 　 氪准分子脉冲激光器作为激发光源，得到了脉宽为 ４０ｎｓ，上升沿为 ９．６ｎｓ的超快响应的电脉冲，开关的上升 沿存在两个不同阶段。测试开关两端电压从 到 时开关导通的电压波形表明，开关的导通电阻随电 １ｋＶ １０ｋＶ 压的增加不发生明显变化，开关在导通态时导通电阻在 １２Ω左右。采用 ９２Ω精密电阻作为负载，计算得到开 关两端外加 １１ｋＶ电压时通过其电流峰值高达 １５９Ａ，此时峰值功率达到 １．４ＭＷ，在此范围内未出现载流子 饱和现象。 关键词： 碳化硅； 光电导开关； 上升沿； 导通电阻； 大功率 　　 　 　 　 　 　 中图分类号： 文献标志码： ： ／ ＴＮ２９ Ａ 犱狅犻１０．３７８８ＨＰＬＰ０５１１ 　　 　 　　　　 　 　　 开关是电力、电子、电路中必不可少的部件之一，而在大功率系统中开关的性质体现得尤为重要。在大功 　　 率系统中，开关要同时承受大的电压和电流。大的电压带给器件最直接的问题是强电场加速载流子引起的雪 崩击穿，而大电流下容易由于热效应产生热击穿。这两种失效形式是固态大功率开关器件所面临的难题。半 导体开关由于具有较好的稳定性、小的体积以及容易集成等优势，为大功率开关的研究人员关注。虽然半导体 ， ， 等大功率开关器件的出现满足了部分领域的需求，但它们的耐压和电流尚有待提 ＭＳＦＥＴＭＯＳＦＥＴＩＧＢＴ ［ ］ １４ 高，目前还不能满足如大功率脉冲功率电源、直流感应加速器、冲击雷达等领域的需求 。而半导体光控光电 ［ ］ ５６ 导开关是潜在的很好的大功率应用领域的开关 。第 个光电导开关原型在