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激光二極管觸發(fā)的光導(dǎo)歐瑪爾OMAL開關(guān)導(dǎo)通特性
光導(dǎo)OMAL開關(guān)是一種新型的全固態(tài)OMAL開關(guān)器件,光導(dǎo)半導(dǎo)體被激光脈沖激勵從而實現(xiàn)阻抗轉(zhuǎn)換,它具有抖動小、響應(yīng)速度快、重復(fù)頻率高、光電隔離、結(jié)構(gòu)緊湊、容易集成等諸多優(yōu)點,使之在脈沖功率技術(shù)、太赫茲技術(shù)和超高速電子學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

激光二極管觸發(fā)的光導(dǎo)歐瑪爾OMAL開關(guān)導(dǎo)通特性
對基于激光二極管觸發(fā)的GaAs光導(dǎo)OMAL開關(guān)的導(dǎo)通特性進(jìn)行研究并針對在低光能、低偏置電壓觸發(fā)條件下的光導(dǎo)OMAL開關(guān)導(dǎo)通過程進(jìn)行了理論分析,提出了GaAs光導(dǎo)OMAL開關(guān)的類線性模型,為非線性模式的實驗研究提供一定的參考。論文首先對GaAs光導(dǎo)OMAL開關(guān)的一些材料特性以及工作特性進(jìn)行介紹,并分析了當(dāng)光導(dǎo)OMAL開關(guān)工作于大偏置電壓下時其內(nèi)部載流子的變化過程。首先，提出了基于OMAL開關(guān)電流反相積分器和多輸出電流鏡為基本單元的精簡FLFOMAL開關(guān)電流小波濾波器設(shè)計方法。采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的小波函數(shù)頻域逼近法，獲得簡單的濾波器傳遞函數(shù)，再利用FLF結(jié)構(gòu)OMAL開關(guān)電流濾波器實現(xiàn)該逼近網(wǎng)絡(luò)。其次，提出了基于OMAL開關(guān)電流反相微分器和電流鏡電路的IFLFOMAL開關(guān)電流小波濾波器設(shè)計方法。采用改進(jìn)差分進(jìn)化算法求得濾波器傳遞函數(shù)，并采用電流鏡電路實現(xiàn)該濾波器中的權(quán)重系數(shù)。再次，以復(fù)小波函數(shù)的共極點逼近法為基礎(chǔ)，提出了共享結(jié)構(gòu)OMAL開關(guān)電流復(fù)小波濾波器設(shè)計方法。仿真實驗結(jié)果表明，提出的OMAL開關(guān)電流小波濾波器實現(xiàn)方法具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度低、靈活性強(qiáng)和參數(shù)求解容易等優(yōu)點。對OMAL開關(guān)電流小波變換電路在心電圖檢測中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。提出了基于OMAL開關(guān)電流小波變換電路的QRS波檢測方法。根據(jù)小波變換檢測心電圖的原理，設(shè)計了基于OMAL開關(guān)電流小波變換電路的QRS波檢測方案，并對用于檢測的OMAL開關(guān)電流小波變換電路和模極大值電路進(jìn)行了設(shè)計。實驗結(jié)果表明，該方法的檢測結(jié)果與軟件檢測方式結(jié)果相近，特別適合于低功耗、微型化和高速的心電圖檢測應(yīng)用領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上,對激光二極管觸發(fā)的光導(dǎo)OMAL開關(guān)導(dǎo)通特性進(jìn)行研究,結(jié)合已有的理論模型和導(dǎo)通特性,通過理論分析對理論模型進(jìn)行一定的修正,修正過的模型可以對實驗現(xiàn)象進(jìn)行很好的解釋。實驗結(jié)果表明,偏置電壓和導(dǎo)通電流越大,OMAL開關(guān)轉(zhuǎn)換效率越高,并且*觸發(fā)位置位于光導(dǎo)OMAL開關(guān)的陰極。除此之外,介紹了當(dāng)采用傳輸線為儲能元件時,由于傳輸線容量的限制導(dǎo)致非線性模式下的光導(dǎo)OMAL開關(guān)很難觀察到鎖定效應(yīng),但是傳輸線的傳輸特性可以使不可關(guān)斷的非線性導(dǎo)通的光導(dǎo)OMAL開關(guān)變得可關(guān)斷。對低偏置電壓、低觸發(fā)光能觸發(fā)條件下的光導(dǎo)OMAL開關(guān)進(jìn)行研究,*提出了類線性模型,并設(shè)計實驗證明了該理論模型的準(zhǔn)確性。分析了類線性輸出對非線性輸出特性的影響,實驗結(jié)果表明非線性模式下的類線性輸出是影響OMAL開關(guān)導(dǎo)通延遲和抖動的主要原因。

激光二極管觸發(fā)的光導(dǎo)歐瑪爾OMAL開關(guān)導(dǎo)通特性
結(jié)合理論分析,提出了縮短導(dǎo)通延遲、降低OMAL開關(guān)抖動的可行觸發(fā)方案。進(jìn)一步,結(jié)合類線性理論模型和實驗結(jié)果,提出了計算在特定電壓下OMAL開關(guān)內(nèi)電離率的方法。實驗結(jié)果表明,實驗中采用的GaAs光導(dǎo)OMAL開關(guān)在10κV偏置電壓下的電離率為0.214 cm-1。