用光电导宽带隙半导体作可变电阻器来调制电信号的系统和方法技术方案

一种用于产生经调制的电信号的系统和方法。该系统使用具有光电导宽带隙半导体材料的可变电阻器，该材料对入射辐射幅度变化的电导响应在电导响应的整个非饱和区域内实质为线性，从而能够工作在非雪崩模式。该系统还包括如调制激光器之类的调制辐射源，用来产生调幅辐射以将该调幅辐射直接照射到可变电阻器上并对该可变电阻器的电导响应进行调制。电压源和输出端口二者都可操作地连接到可变电阻器，使得或者由可变电阻器的激活来产生、或者传播通过可变电阻器来在输出端口处产生电信号。以此方式，由可变电阻器调制电信号，从而使该电信号具有与调幅辐射实质相似的波形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通常用作固态开关的光电导宽带隙半导体材料，尤其涉及使用光电导 宽带隙半导体材料作为工作在非雪崩模式下的可变电阻器，来产生经调制的电信号以用于 例如微波传输或调制带电粒子束之类的高频调制应用中。
技术介绍
宽带隙半导体是具有高击穿电压的材料，因此经常被作为用于高温的固态开关和 涉及大电场的功率开关应用来使用。虽然被认为是“宽”的带隙范围的准确阈值常取决于 应用，但是宽带隙半导体材料通常被认为是带隙大于大约1. 6或1. 7eV的那些半导体材料。 而且，这样的宽带隙材料已知是光电导的，也就是说具有响应光照来增大电导率的特性。示 例类型包括碳化硅、氮化铝、氮化镓、氮化硼以及金刚石。尤其是氮化镓和碳化硅是广泛所 知的非常适于这种开关应用的耐用材料。已知各种脉冲功率应用使用这样的光电导宽带隙半导体材料(以下称为 “PWBSM”)来作为光电导固态开关(PCS)。用作PCS的典型材料是硅或砷化镓，但由于有限 的光电流电流容量，需要工作在雪崩或所谓的高增益模式下来产生可用的能级。在雪崩模 式操作中，装置是双稳态的(即，无论是“关闭”或是“开启”)并且被光学地触发“开启”和 保持“锁定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生经调制的电信号的系统，该系统包括：　　包含光电导宽带隙半导体材料的可变电阻器，该光电导宽带隙半导体材料对入射辐射幅度变化的电导响应在电导响应的整个非饱和区域内实质为线性，从而能够工作在非雪崩模式；　　调制辐射源，用来产生调幅辐射，以将该调幅辐射直接照射到可变电阻器上并对该可变电阻器的电导响应进行调制；以及　　电压源和输出端口，二者都可操作地连接到可变电阻器，使得通过可变电阻器在输出端口处产生的电信号被可变电阻器调制，从而使该电信号具有与调幅辐射实质相似的波形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-4-17 61/045,9241.一种用于产生经调制的电信号的系统，该系统包括包含光电导宽带隙半导体材料的可变电阻器，该光电导宽带隙半导体材料对入射辐射 幅度变化的电导响应在电导响应的整个非饱和区域内实质为线性，从而能够工作在非雪崩 模式；调制辐射源，用来产生调幅辐射，以将该调幅辐射直接照射到可变电阻器上并对该可 变电阻器的电导响应进行调制；以及电压源和输出端口，二者都可操作地连接到可变电阻器，使得通过可变电阻器在输出 端口处产生的电信号被可变电阻器调制，从而使该电信号具有与调幅辐射实质相似的波 形。2.如权利要求1所述的系统，其中由调制辐射源产生的调幅辐射对可变电阻器在电导响应的非饱和区域内的电导 响应进行调制。3.如权利要求1所述的系统，其中调制辐射源的类型是从以下类型中选出的，它们是调制电磁辐射源和调制粒子辐 射源。4.如权利要求3所述的系统，其中调制电磁辐射源是一个调制光源，其包括光源，用来产生能够在可变电阻器中产 生电导响应的光束；以及光调制器，用来对光束进行强度调制。5.如权利要求3所述的系统，其中调制电磁辐射源是一个χ射线源，其包括阴极；阳极转换靶；以及栅极，用来对 在阴极产生而要直接照射到阳极转换靶的电子进行调制以从阳极转换靶产生强度调制的χ 射线，将该X射线直接照射到可变电阻器上来对可变电阻器的电导响应进行调制。6.如权利要求3所述的系统，其中调制粒子辐射源包括放射源和粒子调制器，该粒子调制器用来对来自放射源的放 射粒子进行调制，以将经调制的放射粒子直接照射到可变电阻器上来对可变电阻器的电导 响应进行调制。7.如权利要求3所述的系统，其中调制粒子辐射源是调制电子源，其包括阴极；和栅极，用来对阴极处产生的电子 进行调制，以将经调制的电子直接照射到可变电阻器上来对可变电阻器的电导响应进行调 制。8.如权利要求3所述的系统，其中调制粒子辐射源包括具有尖头电极的辐射源和用于对从尖头电极提取的粒子进 行调制的粒子调制器。9.如权利要求1所述的系统，其中电压源、可变电阻器和输出端口可操作地连接，使得用调幅辐射对可变电阻器的 电导响应进行调制，以在输出端口产生经调制的电信号。10.如权利要求9所述的系统，还包括负载，其串联连接到可变电阻器，使得输出端口电连接在负载和可变电阻器之 一的两端。11.如权利要求10所述的系统，还包括第二输出端口，其电连接在所述负载和可变电阻器中另一个的两端。12.如权利要求9所述的系统，还包括三极管，其包括具有关联电压Va的阳极、具有关联电压Vc的阴极、和具有关联电压Vg 并用来控制三极管操作的栅极，将输出端口连接到阳极、阴极和栅极之一，从而对相应的一 个电压Va、Vc或Vg进行调制。13.如权利要求9所述的系统，还包括脉冲形成线，其具有连接到电压源并被电压源预充电的第一导体以及与第一 导体并联并处于地电势的第二导体，所述输出端口包括第一导体和第二导体的相邻的输出 端，并且所述可变电阻器在离开输出端的位置处桥接第一导体和第二导体。14.如权利要求13所述的系统，其中脉冲形成线具有与第一导体并联并与第二导体相对的第三导体，所述第三导体具 有与第一导体的输出端相邻的输出端并且所述第三导体在离开所述第一导体和第二导体 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰R哈里斯，乔治J卡普拉索，斯蒂芬E桑帕扬，
申请(专利权)人：劳伦斯利弗莫尔国家安全有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]