新型快速高功率半导体开关器件及其应用技术-刘忠山
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基于EG1163S的降压开关电源设计
刘冠男;王知学;申刚;臧佳尉;朱静淑
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2024(41)9
【摘要】随着技术的进步,开关电源朝着小型、轻量及高效的方向发展。
以高压大电流降压型直流/直流(Direct Current/Direct Current,DC/DC)电源管理芯片
EG1163S和金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)为核心器件设计的降压型开关电源具有小型、低损耗及高效率的特点。
该电源由滤波电路、DC/DC转换电路、限流保护电路以及金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor,MOS)管驱动电路等搭建而成,具有对高电压降压的功能,十分适用于高压大电流场合。
【总页数】3页(P121-123)
【作者】刘冠男;王知学;申刚;臧佳尉;朱静淑
【作者单位】山东交通学院轨道交通学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN8
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第42卷 第1期吉林大学学报(信息科学版)Vol.42 No.12024年1月Journal of Jilin University (Information Science Edition)Jan.2024文章编号:1671⁃5896(2024)01⁃0074⁃07高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器收稿日期:2023⁃01⁃12基金项目:上海市自然科学基金资助项目(15ZR1627300)作者简介:潘生生(1995 ),男,合肥人,上海理工大学硕士研究生,主要从事二维光电材料研究,(Tel)86⁃187****3664(E⁃mail)2351948787@;通讯作者:袁涛(1983 ),女,上海人,上海理工大学教授,博士,主要从事新能源材料研究,(Tel)86⁃181****3228(E⁃mail)4673250167@㊂潘生生1,袁 涛1,周孝好2,王 振2(1.上海理工大学理学院,上海200093;2.中国科学院上海技术物理研究所,上海200092)摘要:由于光电探测器的工作性能直接关系到系统数据采集质量,为此,对高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器进行了研究㊂通过选取材料㊁试剂和设备制作了PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器㊂搭建探测器性能测试环境,并利用光响应度㊁探测率㊁响应时间和光电导增益4个指标,分析探测器性能㊂结果表明,随着测试时间的推移,PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的光响应度数值始终处于5A /W 限值以上;无论对采集何种材质反射的红外光,探测器探测率均大于10cm㊃Hz1/2W -1;无论光生电流是处于上升还是下降时间,其响应时间始终在限值150μs 以下;光电导增益值保持在80%以上㊂关键词:PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器;光响应度;探测率;光电导增益中图分类号:TP365.66文献标志码:AHigh Performance PtS 2/MoTe 2Heterojunction Infrared PhotodetectorPAN Shengsheng 1,YUAN Tao 1,ZHOU Xiaohao 2,WANG Zhen 2(1.College of Science,Shanghai University of Technology,Shanghai 200093,China;2.Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200092,China)Abstract :As one of the important components of the detection system,the performance of photoelectric detector is directly related to the quality of system data acquisition.In order not to affect the final detection result,it is essential to ensure the detector performance.The performance of high performance PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector is studied.First,the materials,reagents and equipment are prepared to make PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetectors.The detector performance test environment,the four indicators of light response,detection rate,response time and photoconductivity gain are set up,and the detector performance is analyzed.The results show that the optical responsivity of PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector is always above the 5A /W limit with the passage of test time.The detection rate of the detector is greater than 10cm㊃Hz1/2W -1regardless of the infrared light reflected from any material.Whether the photocurrent is in the rising time or the falling time,its response time is always below the limit of 150μs;The photoconductivity gain value has been kept above 80%.Key words :PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector;optical responsivity;detection rate;photoconductivity gain0 引 言目标检测是一个确定目标缺陷㊁故障㊁属性㊁类型的过程,其是很多领域的研究重点课题㊂在目标检测过程中,基础数据采集是首要环节,其质量直接关系到目标检测结果的准确性[1]㊂针对目标的不同,基础数据的采集手段也各不相同,如振动传感㊁雷达㊁光电探测系统等㊂其中,光电探测系统根据发射光的颜色不同,又分为紫外光㊁可见光及红外光等[2]㊂而其中红外光由于探测范围较为广泛,使其成为光电探测系统中的重要组成部分㊂其工作原理是反射光照射到半导体材料上后,会吸收光能量,则会触发光电导效应,从而将红外光转换为电信号[3]㊂红外光电探测器是整个探测系统的 核心”,因此其性能会直接影响数据采集质量,进而影响整个探测工作质量㊂基于上述分析,人们对红外光电探测器性能进行了大量分析研究㊂周国方等[4]以石墨烯材料为基础并利用碱刻蚀法合成金字塔状硅,形成异质结,制备近红外光探测器,并针对其响应速度㊁比探测率㊁光电流等性能进行了检测㊂秦铭聪等[5]首先选取探测器制备所需要的材料并制备了各个组成元件,然后将这些元件组合,构成了高性能近红外有机光探测器件,最后针对响应度和比探测率㊁线性动态范围LDR(Low Dynamic Range)㊁光开关特性和响应时间等性能进行了分析㊂皇甫路遥等[6]以二硫化钼和二硒化钨为基础,利用蒸镀机热蒸镀法制备成异质结光电探测器,然后针对该设备进行了拉曼荧光㊁输出㊁光电特性的分析㊂在上述研究基础上,笔者制备高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器并对其性能进行研究,以期为红外光电探测器设计和应用提供参考㊂1 高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器设计1.1 材料制备二硫化铂(PtS 2)是一种过渡金属硫族层间化合物,其光响应特性优秀,因此广泛用于光电探测器的设计中;二碲化钼(MoTe 2)是一种N 型半导体材料,具有良好的光吸收性㊁半导体特性以及同质结效率,可保证电子在其中迅速运动[7]㊂这两种材料是形成探测器光电导效应的主要原料㊂其基础性质如表1所示㊂表1 PtS 2和MoTe 2的性质 2和MoTe 2两种主要材料外,还需要衬底材料,以承载PtS 2和MoTe 2氧化硅,来自浙江精功科技股份有限公司,该硅片基础参数如下:氧化层厚度:50~200μm;晶向:〈100〉;掺杂类型:P;电阻率:1~3Ω㊃cm㊂1.2 试剂制备PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器制备所需试剂如表2所示㊂表2 探测器制备所需试剂57第1期潘生生,等:高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器1.3 设备选取PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器制备所需设备如表3所示㊂表3 探测器制备所需设备Tab.3 Equipment required for detector preparation设备名称型号生产厂家旋涂仪SPIN200i⁃NPP 北京汉达森机械技术有限公司电子束蒸发系统FC /BCD⁃2800上海耀他科技有限公司扫描电子显微镜WF10X /23上海锦玟仪器设备有限公司鼓风干燥箱xud 东莞市新远大机械设备有限公司超声清洗机SB⁃50江门市先泰机械制造有限公司无掩模光刻机Micro⁃Writer ML3英国DMO 公司氮气枪沈阳广泰气体有限公司双温区管式炉MY⁃G3洛阳美优实验设备有限公司紫外曝光系统UVSF81T007356复坦希(上海)电子科技有限公司三维转移平台SmartCART北京昊诺斯科技有限公司1.4 红外光电探测器制作工艺基于表1~表3给出的制备材料㊁试剂和设备,制备出高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器用于性能测试[9]㊂具体过程如下㊂步骤1) 制作衬底㊂①氧化硅片切割成直径为1cm 的圆形硅片;②将圆形硅片放入准备好的烧杯容器中;③在其中加入丙酮溶液,浸泡10min;④取出硅片后,放入乙醇溶液中,再次浸泡10min;⑤将硅片放入去离子水中并同时利用超声清洗机清洗5min,用氮气枪吹干表面的水分,完全去除附着在硅片表面的有机物和杂质;⑥利用氢氟酸溶液去除氧化层;⑦通过外延生长技术得到p 型硅;⑧进行紫外臭氧处理20min,得到衬底[10]㊂步骤2) 利用热辅助硒化法制备PtS 2和MoTe 2薄膜㊂步骤3) 将PtS 2薄膜贴到衬底上,得到薄层PtS 2样品㊂步骤4) 在薄层PtS 2样品上均匀旋涂上聚甲基丙烯酸甲酯㊂步骤5) 在显微镜和三维转移平台下将MoTe 2薄膜进行精确定位,然后对准并贴合在一起㊂步骤6) 利用鼓风干燥箱干燥处理㊂步骤7) 浸泡氢氟酸溶液㊁捞取㊁烘烤㊁去胶和退火,完成PtS 2/MoTe 2异质结制备[11]㊂图1 PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器示意图Fig.1 Schematic diagram of PtS 2/MoTe 2heterojunction infrared photodetector步骤8) 在PtS 2/MoTe 2异质结上光刻出图形,形成微结构㊂步骤9) 利用紫外曝光和湿法刻蚀工艺制备出晶体管栅极㊂步骤10) 利用电子束曝光结合电子束蒸发系统制备出源漏电极㊂步骤11) 完成高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的制作如图1所示㊂67吉林大学学报(信息科学版)第42卷2 光电探测器性能测试对制备好的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器进行性能测试㊂其测试工作分为两部分,一是设定测试环境,二是确定测试指标[12]㊂2.1 设定测试环境图2 红外光电探测器测试环境Fig.2 Test environment of infrared photodetector 红外光电探测器是光电探测系统中的重要组成部分,光电探测系统主要用于目标检测,因此为测试所制备的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器性能,需要搭配其他系统构成测试环境,如图2所示[13]㊂应用所设计的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器采集反射信号,测试持续10min㊂记录期间内探测器的相关工作参数,以便性能指标的计算[14]㊂2.2 性能测试指标针对所设计的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器,选用以下4个指标进行性能评定,即光响应度㊁探测率㊁响应时间和光电导增益[15]㊂1)光响应度㊂描述探测器光电转换能力的指标,该指标越大,说明探测器的光电转换能力越好㊂计算如下:A =a 1/B ,(1)其中A 表示光响应度,a 1表示光照射下产生的光生电流,B 表示入射光功率㊂光响应度大于5A /W 为高性能标准㊂2)探测率㊂反射的光信号中部分信号是十分微弱的,并不容易被采集到,因此要求探测器具有良好的针对微弱信号的探测能力,探测率就是描述该能力的最直观指标,该指标越大,说明探测器的针对微弱信号的探测能力越好[16]㊂计算如下:C =a 2L /D ,(2)其中D =G 1/A ,(3)其中C 表示探测率,大于10cm㊃Hz1/2W -1为高性能标准,a 2表示器件有效面积,L 表示带宽,D 表示噪声等效功率,G 1表示1Hz 带宽的噪声电流㊂红外光电探测器常用于不同材质目标的检测,因此保证其适用性是非常重要的㊂为此,在文中设置3种材质或属性的探测目标,即混凝土材质㊁金属材质以及人体㊂针对这3种材质或属性的探测目标,测试其探测率变化情况㊂3)响应时间㊂其反映了光电探测器对入射光信号响应的快慢,包括上升和下降时间㊂上升时间是指光生电流从10%上升到90%的这段时间,而下降时间则相反㊂实际应用中对光照快速响应的需求为小于等于150μs,且时间越短,表示器件响应越快㊂计算如下:E =~A[1+(2πeg )2]1/2T ,(4)其中E 表示响应时间,~A表示静态光照下的光响应度,e 表示电子电荷的数值,T 表示时间长度㊂4)光电导增益㊂其指标描述了光作用下外电路电流的增强能力㊂计算如下:H =(a 1/N )MP×100%,(5)其中H 表示光电导增益,该值越大,说明探测器工作越稳定,以80%为标准,大于该值认为探测器达到高性能标准;N 表示光电子的电荷量,P 表示探测器的电子转移效率,M 表示光电子数目㊂77第1期潘生生,等:高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器3 性能测试结果与分析3.1 光响应度图3为光响应度测试结果㊂从图3可看出,随着测试时间的推移,光响应度波动较小,基本保持稳定㊂并且光响应度数值始终处于5A /W 限值以上,说明所设计的PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器达到了高性能标准㊂3.2 探测率图4为探测率测试结果㊂从图4可看出,无论是采集何种材质反射的红外光,所设计的探测器探测率均大于10cm㊃Hz1/2W -1,说明该探测器针对微弱信号具有较强的检测能力,达到高性能标准㊂ 图3 光响应度测试结果 图4 探测率测试结果 Fig.3 Optical responsivity test results Fig.4 Detection rate test results3.3 响应时间图5为响应时间测试结果㊂从图5可看出,无论光生电流处于上升还是下降时间,其响应时间始终在限值150μs 以下,说明所设计的探测器能快速检测入射光信号,完成信号采集工作㊂图5 响应时间测试结果Fig.5 Response time test results图6 光电导增益测试结果Fig.6 Photo conductivity gain test results3.4 光电导增益图6为光电导增益测试结果㊂从图6可看出,随着时间的推移,光电导增益值并没有随之下降,虽然有所波动,但也一直保持在80%以上,证明了所设计探测器的性能㊂4 结 语红外探测器是光电探测系统中的最重要组成部分,起到数据收集的重要作用,而收集的数据质量越高,探测结果越准确㊂因此,保证探测器的工作性能87吉林大学学报(信息科学版)第42卷对于数据收集工作具有重要作用㊂为此,进行了高性能PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器性能研究㊂并以PtS 2/MoTe 2为基础设计一款探测器,同时测定了探测器的4个指标,分析了其探测性能㊂实验结果表明,tS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的光响应度㊁探测率㊁光电导增益均较高,响应时间在限值150μs以下㊂通过本研究以期为PtS 2/MoTe 2异质结红外光电探测器的研究和应用提供参考㊂参考文献:[1]林亚楠,吴亚东,程海洋,等.PdSe 2纳米线薄膜/Si 异质结近红外集成光电探测器[J].光学学报,2021,41(21):184⁃192.LIN Y N,WU Y D,CHENG H Y,et al.Near⁃Infrared Integrated Photodetector Based on PdSe 2Nanowires Film /Si Heterojunction [J].Acta Optica 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HE D Y,LI D Y,HAN X,et al.Photoelectric Property of Vertical g⁃C3N4/p++⁃Si Heterojunction Device[J].Semiconductor Technology,2021,46(3):203⁃209.[15]陈荣鹏,冯仕亮,郑天旭,等.Ag纳米线增强硒微米管/聚噻吩自驱动光电探测器性能[J].发光学报,2022,43(8): 1273⁃1280.CHEN R P,FENG S L,ZHENG T X,et al.Ag Nanowires Enhance Performance of Self⁃Powered Photodetector Based on Selenium Microtube/Polythiophene[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(8):1273⁃1280.[16]梁雪静,赵付来,王宇,等.硫硒化亚锗光电探测器的制备及光电性能[J].高等学校化学学报,2021,42(8): 2661⁃2667.LIANG X J,ZHAO F L,WANG Y,et al.Preparation and Photoelectric Properties of Germanium Sulphoselenide Photodetector [J].Chemical Journal of Chinese Universities,2021,42(8):2661⁃2667.(责任编辑:刘东亮)。
第43卷第6期2022年6月Vol.43No.6June,2022发光学报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCEA Stable UV Photodetector Based on n-ZnS/p-CuSCNNanofilm with High On/Off RatioWEI Yao-qi,QUAN Jia-le,ZHAO Qing-qiang,ZHOU Ming-chen,HAN San-can*(College of Materials and Chemistry,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai200093,China)*Corresponding Author,E-mail:mickey3can@Abstract:Herein,We fabricated a CuSCN nanofilm ultraviolet(UV)photodetector(PD)using an in situ growth method.When the bias is-1V and the incident light is350nm,the on/off ratio of the CuSCN PD is~94,and the rise/decay time is~1.41s/1.44s.However,such a device still cannot be called a high-performance photodetector.To improve the optoelectronic properties of CuSCN nanofilm further,we fabricated a UV photodetector based on n-ZnS/p-CuSCN composite nanofilm and analyzed its morphology,composition,and properties.The photocurrent and dark current of the ZnS/CuSCN UV photodetectors are1.22×10-5A and4.8×10-9A,respectively(at-1V,350nm).The ZnS/CuSCN nanofilms on/off ratio of~2542and rise/decay time is0.47s/0.48s.Besides,the n-ZnS/p-CuSCN nanofilm UV PDs have the best responsivity and detectivity at350nm with5.17mA/W and1.32×1011Jones,re‑spectively.In addition,the n-ZnS/p-CuSCN composite film is stable at room temperature,which indicates its great potential as a high-performance UV photodetector.Key words:photodetector;p-n junction;ZnS/CuSCN;on/off ratioCLC number:TN23Document code:A DOI:10.37188/CJL.20220069一种基于n-ZnS/p-CuSCN纳米薄膜的高开关比和稳定性紫外光电探测器魏瑶琪,全家乐,赵庆强,邹明琛,韩三灿*(上海理工大学材料与化学学院,上海200093)摘要:通过原位生长法制备了一种CuSCN纳米薄膜紫外光电探测器,在-1V偏压下,入射光为350nm时,CuSCN紫外光电探测器的开关比~94,响应/恢复时间~1.41s/1.44s。
863-高技术研究发展计划——中国版的“星球大战”计划工程总投资:2000亿元以上工程期限:1986年——2020年1991年,邓小平为“863”计划实施5周年挥毫题词:“发展高科技,实现产业化”。
——863计划即中国国家高技术研究发展计划。
1980年代以来,科学技术迅速发展,对人类产生了巨大的影响,引起了经济、社会、文化、政治、军事等各方面深刻的变革。
1983年3月美国提出“星球大战”计划,欧洲的尤里卡计划、日本的“今后10年科学技术振兴政策”等着眼于21世纪的战略计划也先后应运而生。
什么是“863”计划?1986年3月,王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位老科学家联合向**写了一封信,题为《关于跟踪世界战略性高科技发展的建议》,信中恳切地指出,面对着世界新技术革命的挑战,中国应该不甘落后,要从现在就抓起,用力所能及的资金和人力跟踪新技术的发展进程,而不能等到十年、十五年经济实力相当好时再说,否则就会贻误时机,以后永远翻不了身。
这封信得到了邓小平同志的高度重视,小平同志亲自批示:“这个建议十分重要”,“找些专家和有关负责同志讨论,提出意见,以凭决策,此事宜速作决断,不可拖延。
”在随后的半年中,经过广泛、全面和极为严格的科学和技术论证后,**、国务院批准了《高技术研究发展计划(863计划)纲要》。
从此,中国的高技术研究发展进入了一个新阶段。
15年来,在党中央和国务院的领导下,在有关部门的大力支持下,经过广大科技人员的奋力攻关,863计划取得了重大进展,为我国高技术发展、经济建设和国家安全做出了重要贡献。
由于计划的提出与邓小平同志的批示都是在1986年3月进行的,因此此计划被称为“863计划”。
863计划是在世界高技术蓬勃发展、国际竞争日趋激烈的关键时期,我国政府组织实施的一项对国家的长远发展具有重要战略意义的国家高技术研究发展计划,根据**《高技术研究发展计划(863计划)纲要》精神,863计划从世界高技术发展的趋势和中国的需要与实际可能出发,坚持“有限目标,突出中点”的方针,选择了生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、能源技术和新材料7个高技术领域作为我国高技术研究发展的重点(1996年增加了海洋技术领域)。
科技成果——固态切换开关技术技术开发单位中科院电工研究所项目简介以晶闸管为代表的半导体器件的导通时间可以达到微秒级,且在开关过程中不产生电弧。
因此利用基于半导体器件的固态切换开关(SSTS)代替或改造传统的机械切换开关,将大大提高切换速度和开关的使用寿命,满足敏感和关键负载对供电可靠性和电能质量的苛刻要求。
SSTS利用大功率电力电子技术和基于微处理器、光纤通信和数字信号处理的测控技术,成为了解决敏感和关键负荷电力供应最经济有效的手段之一。
SSTS可以在供电电源故障时,将负荷快速切换至另一路正常电源,保证敏感负荷不受电压暂降或中断影响,根据用户主接线方式的不同,SSTS可以分成如下两种主要的拓扑结构。
技术特点高速切换,几乎不影响负载工作;继电保护与开关一体化设计;单相/三相工作模式;输入源优先级设置;远程监测与控制;手动/自动切换;485通讯、CAN通讯;故障波形记录;人机交互接口;免维护。
性能指标额定电压/电流:400V-10kV/200-1000A;稳态运行压降:<0.1%;关断电流:<20kA;切换时间:<5ms;恢复时间:接近为0,可用于快速重合闸和多次故障;冷却方式:自然冷却。
应用范围某些特殊行业(如半导体制造、银行、医院、制药、造纸、光纤生产等)的精密制造设备对电压暂降非常敏感,持续半个周波至几个周波、幅值70%至90%的电压暂降即可能导致设备停机并产生严重的后果。
例如,医院的呼吸机承受的电压变化时间就只有几十毫秒,停止工作后,再次启动则需要较长时间;光纤生产线如果电压暂降至80%以下几十毫秒,将引起生产流水线的控制系统失效,并导致整个流水线停止工作。
该技术在以下几个行业有较大的应用推广空间:石化行业:石化行业电网结构复杂,供电电压等级多,有相当一部分负荷为一级负荷中的重要负荷,一般配备电源自动切换装置(备自投)、UPS、EPS等电源保障设备。
常规的备自投装置采用残压切换方式切换时间过长,另电力谐波常会引起继电保护及自动装置误动或拒动,使其动作失去选择性,可靠性降低,容易造成系统事故,严重威胁电力系统的安全运行。
用光导开关产生高压,高功率超快电脉冲
牛燕雄
【期刊名称】《激光技术》
【年(卷),期】1995(019)003
【摘要】基于半导体材料的光导效应,设计并制做光导开关,在偏压为4000V,负载电阻Z0为50Ω时,用脉宽为12ns的激光脉冲辐照光导开关,得到脉宽为16ns,峰值电压为1.8kV,峰值功率为65KW的电脉冲,本文并对光导开关的技术关键进行了分析。
【总页数】4页(P146-149)
【作者】牛燕雄
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN365
【相关文献】
1.半宽度为300ps超快高压电脉冲的产生与研究 [J], 刘进元;山冰
2.用光导开关产生高功率微波 [J], 杨自祥;缪铁莺;杨周炳;江金生
3.超快大功率SiC光导开关的研究 [J], 严成锋;施尔畏;陈之战;李祥彪;肖兵
4.用于行波分幅的大功率皮秒高压电脉冲的产生 [J], 山冰;刘进元;常增虎
5.高压超快光导开关输出电脉冲的瞬态分析 [J], 鲍吉龙;石顺祥;詹玉书
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固态高功率高重频脉冲源的研究与发展梁勤金【期刊名称】《《电讯技术》》【年(卷),期】2019(059)010【总页数】10页(P1227-1236)【关键词】定向能武器; 固态高重频脉冲源; 高功率; 高压脉冲; 高压半导体开关【作者】梁勤金【作者单位】中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】TN8021 引言固态高功率高重频脉冲源技术在近期已经取得了巨大进步,应用范围不断扩大。
美国空军研究实验室(Air Force Research Laboratory,AFRL)、洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory,LANL)、劳伦斯利福摩尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL)等与俄罗斯叶卡捷琳堡电物理研究所(Institute of Electrophysics,Ekaterinburg)、圣彼得堡约飞研究所(Ioffe Physical-Technical Institute of Russian of Russian Academy of Science,St.Petersburg)领先推动了全固态高功率高重频脉冲源技术的发展。
在其技术发展初期,两国科学家选择技术路线不同,美国初期发展超宽带高压固态脉冲产生采用Si、GaAs固态光导开关,后来研究SiC固态光导开关等。
国内许多研究团队有的加入了新一代固态高功率高重频脉冲源等离子体高压半导体开关的研究,有的加入了固态高功率高重频脉冲源应用研究[1-6]。
国内固态高功率高重频脉冲源研究与美、俄、德相比还有较大技术差距,主要体现在整机系统设计及包括固态高压开关在内的关键技术的掌握方面。
本文主要介绍固态高功率高重频脉冲源的国内外发展动态与趋势,三类固态高功率高重频脉冲源研制设计方法与工作原理、核心关键技术、应用前景、发展启示,以供相关人员参考。
【电子科学与技术(一级学科)】“长江学者计划”特聘教授设岗学科、博士后流动站、博士点、硕士点电子科学与技术是物理电子学、近代物理学、微电子学、电路与系统及相关技术的综合交叉学科。
主要在电子信息科学技术领域内进行基础和应用研究。
近二十年来发展迅速,成为推进信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、仪器科学与技术等一级学科发展的不可或缺的根基。
电子科学与技术包含4个二级学科,物理电子学、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术、电路与系统。
我校这4个二级学科均为国内最早批准的博士点和国家重点学科,综合实力居国内领先水平,也是近年来我校“211”工程重点建设学科。
形成以刘盛纲院士,林为干院士、陈星弼院士为学科带头人、一大批国内知名的高层次中青年学者为学术骨干的梯队。
设有两个国家重点实验室,拥有一大批国际水平的实验仪器设备、计算机工作站和先进软件。
电子科学与技术是我国二十一世纪重点发展的学科之一,它的发展必将极大地推动信息社会的进步,对促进我国国民经济的发展、提高人民生活的质量具有极其重要的意义。
【物理电子学】“长江学者计划”特聘教授设岗学科、博士后流动站、国家级重点学科博士点、硕士点物理电子学是电子学、近代物理学、光电子学、量子电子学、超导电子学及相关技术的交叉学科,主要在电子工程和信息科学技术领域内进行基础和应用研究。
近年来本学科发展特别迅速,不断涵盖新的学科领域,促进了电磁场与微波技术、微电子学与固体电子学、电路与系统等二级学科以及信息与通信系统、光学工程等相关一级学科的拓展,形成了若干新的科学技术增长点,如光波与光子技术、信息显示技术与器件、高速光纤通信与光纤网等,成为下一世纪信息科学与技术的重要基石之一。
本学科的研究方向有相对论电子学、微波电子学、等离子体电子学、太赫兹电子学、微真空电子学、纳米电子学与生物电磁学。
本专业设有“长江学者计划”特聘教授岗位、博士后流动站、国家级重点学科博士点、硕士点。
新型亚纳秒高功率半导体开关器件刘忠山;杨勇;马红梅;刘英坤;崔占东【期刊名称】《半导体技术》【年(卷),期】2009(34)6【摘要】介绍了一种基于半导体内部的等离子体波理论而设计制造的全固态高功率半导体开关器件——快速离化器件(FID),阐述了FID器件的工作机理。
采用传统的电力电子器件的制造工艺技术,研制出了新型亚纳秒快速离化器件。
FID器件采用无感裸芯片封装技术,寄生参数小。
单个FID器件工作电压>2kV,导通时间<1ns,工作电流高达10kA,抖动<20ps,di/dt超过100kA/μs,重复频率400kHz。
具有极易串并联、导通触发脉冲可同步产生、工作特性高度稳定、体积小、重量轻等优点,FID可与DSRD组合应用,当采用MARX电路连接时,可以获得几十千伏以上的高压快速脉冲。
FID器件脉冲发生器具有广阔的应用前景。
【总页数】3页(P557-559)【关键词】快速离化器件;等离子体波;快速离化;漂移阶跃恢复器;亚纳秒;无感裸芯片封装【作者】刘忠山;杨勇;马红梅;刘英坤;崔占东【作者单位】中国电子科技集团公司第十三研究所【正文语种】中文【中图分类】TM56【相关文献】1.纳秒和亚纳秒级固态器件高压脉冲源的研制 [J], 刘春平;龚向东;黄虹宾;李景镇2.用光激开关产生一高功率亚纳秒电脉冲的研究 [J], 施卫;赵卫;张显斌3.高功率亚纳秒GaAs光电导开关的研究 [J], 施卫;赵卫;张显斌;李恩玲4.纳秒和亚纳秒脉冲上升时间产生高峰值功率脉冲的简单方法 [J], Focia,RJ5.用于超宽带探地雷达的新型功率纳秒级开关 [J], 张玲;周斌;方广有因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
新型高速功率开关器件——800V10A静电感应晶闸管的研制聂荣琪;韩直;刘忠山
【期刊名称】《半导体技术》
【年(卷),期】1990()5
【摘要】本文论述了新型高速功率开关器件—800V、10A静电感应晶闸管的结构、设计和工艺研究。
说明了所研制的器件的直流特性和开关特性,得到导通时间1.8μs,关断时间1.5μs的较好效果。
【总页数】4页(P41-44)
【关键词】静电感应;晶闸管;功率开关器件
【作者】聂荣琪;韩直;刘忠山
【作者单位】机电部十三所
【正文语种】中文
【中图分类】TN34
【相关文献】
1.新型热敏开关器件—温控晶闸管 [J], 石仲斌;方大卫
2.HT-7U托卡马克高功率双向直流快速晶闸管开关的研制 [J], 温家良;傅鹏;刘正之;汤伦军;王林森
3.功率器件发展及新型可关断晶闸管 [J], 王新;唐茂成
4.大有发展前途的新型半导体器件——静电感应晶体管和静电感应晶闸管 [J], 方凯;王荣;罗永春
5.大功率硅-硅直接键合静电感应晶闸管的研制 [J], 姜岩峰;黄庆安
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