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由于宽带隙碳化硅材料具备高的击穿场强、大的载流子饱和速率、大的热传导率和高温工作稳定性等优点,工作在线性模式下的碳化硅光导开关,在紧凑、固态和高重频脉冲功率技术领域中日益受到重视。为了探讨碳化硅光导开关的脉冲功率技术领域的大功率应用,本文研究了碳化硅光导开关的物理机理,重点针对钒掺杂6H-Si C材料的光导开关进行半绝缘特性和导通性能的分析,得出适宜碳化硅光导开关的工作方案和设计原则。论文的主要内容为:1、理论分析了在半绝缘碳化硅材料杂质能级中,氮能级是浅施主而钒能级是深受主,它们的浓度对材料特性起的支配作用。为保持开关暗态的高阻性,钒浓度应大于氮的浓度的两倍以上。但为保证光导开关导通能力,减小导通电阻,又需要适当减少钒浓度以增加载流子寿命。2、利用半导体TCAD软件,基于漂移-扩散理论,建立了钒掺杂6H-Si C材料光导开关同面电极和正对电极结构的器件模型,验证了理论分析中钒、氮浓度对开关半绝缘特性和导通性能的影响,以及开关材料在生长中需要控制适宜的钒、氮浓度。对在532 nm激光触发下的仿真结果表明:载流子速率在强场下达到饱和,并且电流电场在主要电流区域沿着垂直于激光辐照方向均匀分布。3、根据仿真结果,化简得到碳化硅光导开关电阻的一般表达式,基于此建立了碳化硅光导开关的PSpice电路模型。利用模型分析讨论了外电路参数对该碳化硅光导开关导通过程的影响,提出在开关测试电路中,应当保证足够大的储能电容和尽量小的回路电感,并选择具备小寄生电容以及较大阻值的负载电阻。4、设计搭建了光导开关实验平台。对同面电极结构钒掺杂6H-Si C半绝缘材料的光导开关进行了暗电阻实验测试,其暗态电阻高达2.4×1011?;在偏置电压5.5 k V,532 nm波长激光脉冲能量124 m J工作条件下,重频实验结果验证了光导开关工作波形的一致性,开关抖动在百皮秒量级,实验得到的光导开关最小导通电阻为720?,光触发前后开关电阻比达到3.3×108。实验还开展了对一种正对电极结构光导开关的测试,该开关最小导通电阻的最小值为212?,并简单分析了正对电极结构开关损伤机制和图像。