[实用新型]一种超高压光电导开关测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体器件测试技术领域，更具体地说，涉及一种超高压光电导开关测试装置。

背景技术

开关是各种电力系统中广泛使用且不可或缺的重要器件，在脉冲功率系统的发展进程中人们更是一直致力于设计出一种完美的开关。在大功率系统中，人们一直对开关提出了近乎苛刻的要求：千伏级甚至兆伏级耐压，千安级甚至兆安级的电流容量，亚ns到ms的脉冲宽度，百万次以上的重复率，单脉冲在GHz频率范围，小于ps的上升时间，高转换率，高可靠性，高功率密度，低成本等，这样的开关才能被称为一个完美的开关。尽管没有任何开关能同时满足所有上述要求，但是光电导开关却基本能具备应用于前述功率系统的要求。

光电导开关是通过触发光源在半导体光电材料内产生大量载流子来降低材料电阻率而实现导通。自1972年S.Jayaraman等人发现用ps量级的光脉冲照射半导体光电材料时其响应时间也为ps量级现象以来，人们开始关注半导体光电材料这种特性并为光电导开关的发展奠定了基础。美国Bell实验室Auston在1976年利用半导体材料硅Si制成第一个ps光电导开关，随后一系列ps光电导开关被研制成功；在1977年C.H.Lee等人研制出砷化镓GaAs材料光电导开关。由于GaAs的材料特性比Si更优秀，GaAs比Si更适合用于光电导开关材料。

第三代宽禁带半导体材料碳化硅SiC，其禁带宽度大、临界场强高、热导率高、电子饱和漂移速度高，载流子迁移率高等特性，近年来成为制造高功率/高频电子器件、短波长光电子器件、高温器件和抗辐照器件最重要的半导体材料之一。作为高功率光电导开关材料，以4H-SiC为例，其击穿场强是GaAs材料的12倍，其暗态电阻率比GaAs高4个数量级，其热导率比GaAs高一个数量级。此外，由于SiC是间接带隙半导体，这使得载流子复合时间比GaAs大400倍，这也就意味着维持导通电阻的光能比GaAs要小400倍。虽然作为光电导开关材料来说，SiC并不是在所有的方面都超过GaAs，特别是其载流子迁移率相对较小，但是这一点却可以使同样的光能在SiC中得到相当于GaAs中导通电阻大小16％的导通电阻。另外，以SiC材料制作的开关器件，能使固态电路的功率密度至少提高4个数量级，并大大地提高光电导开关的工作温度。SiC材料还有很强的抗辐射特性，可以大大增强军事电子系统的生命力。在光电导开关飞快发展的同时，与之相对应的光电导开关测试装置的研发也迫在眉睫，目前市场上缺少一种简便快捷的光电导开关测试装置。

中国专利号200910247731.5，公开日为2010年6月30日，专利名称为一种大功率光电导开关测试装置及其应用。该发明的测试装置包括：脉冲激光器、光源引入部分、光孔、高压测量主体电路、高压电源、示波器、光电管；脉冲激光器产生的激光脉冲由光源引入部分接收后形成光斑，光源引入部分调整光路并调控光斑的单位面积光强；光斑被光源引入部分内设置的分光镜分为测试用光斑和参考用光斑；光孔接收测试用光斑，并调整测试用光斑的光强；光电管接收参考用光斑，并将参考用光斑转化为电信号后传输至示波器；高压测量主体电路将待测光电导开关经测试用光斑照射后产生的电信号输出；高压电源施加电压于高压测量主体电路；示波器分析和显示来自高压测量主体电路的电信号。该发明虽然提供了一种对光电导开关测试的装置，但是结构比较复杂，不能够简便的更换待测试光电导开关，而且无法适应多种测试环境。

实用新型内容

1、  要解决的问题

针对现有技术结构复杂、无法简便的更换待测光电导开关且不能适用于多种测试环境的问题，本实用新型提供了一种超高压光电导开关测试装置，它设计有专门的待测光电导开关夹紧机构，实现了待测光电导开关的方便更换，同时夹紧机构中采用弹簧提供压力使得待测光电导开关不会因压力过大而破碎，并且底部装有万向轮，使得本实用新型可以适用于多种测试环境。

2、技术方案  

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种超高压光电导开关测试装置，包括测试平台和测试电路，所述的测试平台包括万向轮、箱体工作台和夹紧机构；所述的万向轮安装于箱体工作台的底部，所述的夹紧机构设置于箱体工作台的顶部；所述的测试电路安置于箱体工作台的内部。