Contribution à l'étude de la génération d'impulsions hyperfréquences de grandes puissances par photoconducteurs activés par laser : étude des limitations en courant d'un commutateur à photoconducteur en arséniure de gallium, déclenché par laser Nd Yag

par Franck Lacassie

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Pascal Pignolet.

Soutenue en 1996

à Pau .

mots clés

• Photoconductivité
• Commutation (électricité)
• Micro-ondes

Résumé

Nous étudions un commutateur rapide à photoconducteur en arséniure de gallium, déclenché par un laser Nd: Yag picoseconde. Les limitations en courant du commutateur sont mises en évidence. Les résultats expertement sont présentés en deux parties. La première partie traite du courant instantané mesuré juste après l'application du laser. La seconde partie concerne l'étude de la décroissance du courant. L’étude du courant instantané nous a permis d'observer des régimes de conduction non ohmiques, liés à des répartitions inhomogène de champ électrique. Nous montrons qu'il est possible d'utiliser le régime ohmique en appliquant au photoconducteur une impulsion de tension dont la largeur temporelle est courte devant le temps de relaxation diélectrique. D’autre part, nous avons fait des mesures comparées de photoconduction et d'absorption optique. Un rendement quantique de photoconduction de 0. 2 a été déduit. Nous avons montré pour la première fois une commutation par photoconduction utilisant le processus d'absorption à deux photons. Nous avons également étudié le comportement de divers types de contacts injectant et mis en évidence des effets de charge d'espace. L’étude de la croissance du courant met en évidence 4 mécanismes de capture distincts qui interviennent selon les valeurs de champ électrique et d'énergie optique. Le piégeage des électrons par un centre peu profond, la recombinaison sur des centres profonds libres d'électrons dans l'obscurité, la recombinaison sur des centres profonds vides par la lumière, et un mécanisme à long temps caractéristique attribuable à la capture des trous. Enfin, nous avons réalisé un essai de commutation utilisant une impulsion laser de largeur temporelle 30 picosecondes, et un commutateur stressé par une impulsion de tension de 12 kilovolts et de dure 10 nanosecondes.

Titre traduit

Contribution to the study of microwave power pulses generation by photoconductors switchs triggered by laser: study of the current limitations of a gallium arsenide photoconductor switch triggered by a Nd: Yag laser

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