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带您更加深入的了解半导体激光器 半导体工作原理

时间:2020-05-24    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
   带您更加深入的了解半导体激光器
  半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器,以半导体材料为增益介质,在各类激光器中拥有能量转化效率,同时还具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、能耗低等优点,因此被广泛应用于激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等多个领域。
  半导体激光器是以半导体材料为工作物质的一类激光器件。它诞生于1962年,除了具有激光器的共同特点外,还具有以下优点:
  (1) 体积小,重量轻;
  (2) 驱动功率和电流较低;
  (3) 效率高、工作寿命长;
  (4) 可直接电调制;
  (5) 易于与各种光电子器件实现光电子集成;
  (6) 与半导体制造技术兼容,可大批量生产。由于这些特点,半导体激光器自问世以来得到了世界各国的广泛关注与研究。
  随着新型半导体材料不断涌现,半导体激光器结构的不断完善和应用的日益开拓,研究也取得了突飞猛进的进展。20世纪80年代开展了半导体激光阵列的研究,起初主要集中在锁相阵列上,以求获得窄的衍射极限光束。这个工作一直到共振漏波耦合阵列出现才取得突破性进展。后来大功率半导体激光阵列成为目前应用范围广泛的阵列器件。
  半导体激光列阵以激光条为基本单元,由于输出功率大、工作电流大、损耗热大,所以在器件优化上有一定的技术难点,要兼顾波长、发散角、阈值、效率等参数,因激光条与单元器件的管芯不同,它要求高均匀性、大面积,低缺陷密度的外延材料生长技术。根据量子阱激光器理论,通过对激光器的材料结构进行设计来满足阈值、波长、效率、发散角的要求,通过采用横向隔离技术来解决发光单元之间的干扰。
  半导体激光器作为一种新型光源,在众多加工领域有着广泛的应用前景。其结构紧凑、光束质量好、寿命长及性能稳定等优势受到青睐,在整个激光领域中发展相对较快,其本身的可拓展方向很多,在功率,波长、工作方式等都有很大的拓展空间。半导体激光器自身丰富的特质也使其应用领域较其它种类激光器更广泛,除了泵浦固体、光纤激光器之外,还直接应用于光通讯、材料加工、医疗等很多领域,并且应用领域还在不断扩展,比如近年来引起人们关注的激光雷达、激光显示、传感等,并且新应用也在不断出现。

半导体器件的开关特性

  MOS的基本元件是MOS管。MOS管是一种电压控制器件,它的3个电极分别称为栅极(G)、漏极(D)和源极(S),由栅极电压控制漏源电流。MOS管根据结构的不同可分为P型沟道MOS管和N型沟道MOS管两种,每种又可按其工作特性进一步分为增强型和耗尽型两类。

  1、静态特性

  MOS管作为开关应用时,同样是交替工作在截止与饱和两种工作状态。

  N沟道增强型MOS管的开关特性为:当栅源电压vGS<开启电压VTN时,管子工作在截止状态,类似于开关断开;当栅源电压vGS>开启电压VTN(大约在1~2V之间),且漏源电压加大到一定程度,满足vDS≥vGS-VTN时,管子工作在饱和状态,类似于开关接通。

  P沟道增强型MOS管与N型沟道增强型MOS管所不同的是,其工作电压vGS和vDS均为负电压,开启电压VTP一般大约在-2.5~-1.0V之间。

  2、动态特性

  MOS管在导通与截止两种状态发生转换时同样存在过渡过程,但其动态特性主要取决于与电路有关的充、放电所需的时间,而MOS管内部电荷“建立”和“消散”的时间很短。

标签: 半导体器件
半导体器件 半导体器件的开关特性_半导体器件

造成微电子电路损伤的模式

    ESD放电造成微电子电路损伤的模式金属布线与扩散区(或多晶)接触孔产生火花,使金属和硅的欧姆接触被破坏。

    使节点的温度超过半导体硅的熔点(1415℃)时,使硅熔解,产生再结晶,造成器件短路。

    金属化电极和布线熔解、球化,造成电路开路。

    大电流流过PN结产生焦耳热,使结温升高,形成热斑或热奔;

    导致器件损坏静电放电引发的瞬时大电流(静电火花)引燃引爆易燃、易爆气体混合物或电火工品,造成意外燃烧、爆炸事故。

    静电放电使人体遭受电击引发操作失误造成二次事故、静电场的库仑力作用使纺织、印刷、塑料包装等自动化生产线受阻。

    第三类静电危害是由于静电放电的电磁辐射或静电放电电磁脉冲对电子设备造成的电磁干扰引发的各种事故。

    一般说来,静电放电都是在微秒或钠秒量级完成的,因此这一过程是一种绝热过程;

    放电瞬间通过回路的大电流,形成局部的高温热源。

    对微电子器件而言,其静电放电能量通过器件集中释放,其平均功率可达几千瓦;

    热量很难从功率耗散面向外扩散,因而在器件内形成大的温度梯度,造成局部热损伤,电路性能变坏或失效。

 

标签: 半导体
半导体 造成微电子电路损伤的模式_半导体

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