PCSS中的衰减振荡优化方案

当在采用具有多能谷结构材料制造的光电导开关两端施加的偏置电场超过产生负阻效应的阈值电场时，不论其工作在线性模式还是工作在非线性模式，都会在输出电流上存在衰减的振荡。如图4-101所示为Si-GaAs材料的PCSS开关分别在偏压为6.25kV和10.8kV下，利用0.5mJ的光触发得到的输出电流波形，其中图4-101a工作在线性模式，图4-101b工作在非线性模式。两者波形都出现衰减的振荡，而且振荡的周期一个为12ns，一个为18ns，这种不稳定的振荡在运用中是需要尽量避免的。

图4-101 PCSS开关的衰减振荡

a）线性模式 b）非线性模式(www.xing528.com)

上述的衰减振荡输出可以由光触发电畴的传输与外部共振电路引起的振荡来解释。开关中的衰减振荡可分为泯灭畴模式和滞后畴模式。在偏置电压超过产生负阻效应的阈值电场时，光生载流子与本征载流子之和将满足耿氏条件（L×n＞1×10¹²cm^-2），在PCSS开关中将产生耿氏畴，而且耿氏畴将在开关内传输。当耿氏畴在器件中的传输时间（t＝L／vs）大于外电路共振交流电场周期（T）时，耿氏畴在到达阳极前泯灭。此时对应泯灭畴模式，振荡周期由外部共振电路决定。而当传输时间与交流电场周期满足关系T＞t＞T／2时，耿氏畴会在一个交流电场周期内经历产生、传输、泯灭、再产生等过程。此时对应滞后畴模式，振荡周期由耿氏畴传输时间决定。

一般非线性模式下载流子漂移速度比线性模式下漂移速度大一个数量级，通常情况下，线性模式下的振荡属于泯灭畴模式，而非线性模式下的振荡属于滞后畴模式。