伊利诺伊大学的研究人员使用钻石重新设计用于电网保护的已有 50 年历史的开关在他们的论文《具有埋入金属导电通道的大电流密度金刚石光电导半导体开关》中，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校电气与计算机工程系的Can Bayram及其同事提出了一种新型金刚石横向光电导半导体开关（PCSS）。
该论文刚刚发表在《IEEE电子器件快报》上。
光电导半导体开关（PCSS）具有高开关频率、短上升和下降时间、光学触发、紧凑的占用空间和超高压封装等特点，使其对高功率开关和脉冲高功率技术具有吸引力。
因此，Bayram说，它们有可能防止计划内或计划外的电网中断，这些电网中断平均每天影响50万美国人，每年给美国家庭造成1500亿美元的损失。
然而，1970年发明的传统PCSS尚未达到电网保护所需的电压/电流转换速率下的必要电压/电流水平。
这归结为三个因素。
首先，它们依赖于临界电场（E临界）和导热系数（κ）较低的传统半导体。
其次，它们产生细丝以获得高电流，这是不可预测的和破坏性的。
第三，它们使用亚带隙激光进行触发，这需要有意掺杂杂质并限制PCSS器件尺寸（从而限制电流）。
金刚石的物理特性使其成为适用于高压和高功率开关应用的优秀PCSS半导体材料，对热阻几乎没有任何限制。
作为超宽带隙（UWBG）半导体，金刚石的带隙为5.47eV。
本征金刚石还具有高临界电场。
Bayram和他的团队开发的PCSS器件包含一个埋入的金属p+电流通道，用于达到高电流密度，以及一个无杂质的金刚石（E临界约10MV/cm；κ≥2100W/m·K），用于电压处理。
研究人员表示，这消除了PCSS在功率处理和速度之间长达半个世纪的权衡。
该团队报告了创纪录的电流密度（即在60V的低直流偏压下为44A/cm），对可实现的电流密度没有理论限制。
此外，PCSS器件表现出较大的开/关比（>1011）和快速的上升和下降时间（~2ns）。
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