半绝缘GaAs光电导开关(Photoconductive Semiconductor Switches简称PCSS’s)具有兼备宽频带和高功率容量特性，使其在超高速电子学和大功率脉冲产生与整形技术领域(大功率亚纳秒脉冲源、超宽带射频发生器等)具有广泛应用前景。特别是在一定的触发光能和偏置电场阈值下，光电导开关存在的非线性工作模式(或Lock-on效应)，使得PCSS’s在高压超快功率脉冲系统中的应用更为有效、方便、灵活。然而到目前为止，还没有一个令人满意的理论，对光电导开关的非线性工作模式进行全面的解释。此外，PCSS’s在工作中存在的击穿和可靠性问题，也是迫切需要解决的实际问题。 本文在通过对转移电子器件偶极畴的动力学特征作了深入分析的基础上，结合非线性PCSS’s的稳定性实验，对非线性PCSS’s的光激发电荷畴理论模型作了进一步的完善。指出非线性波形周期性的减幅振荡，是由于光电导开关所处电路自激振荡形成的交流场对偶极畴的阈值电场E_T和维持电场E_s进行控制，从而形成转移电子振荡器的两种主要工作模式：延迟偶极畴模式和猝灭偶极畴模式。非线性光电导开关的时间延迟效应则是由于半绝缘GaAs材料中的EL2深能级中心动态地改变开关中的电场、载流子浓度引起的；延迟时间的长短主要由满足成畴所需条件的时间决定。论文指出PCSS’s非线性工作模式是一种由光触发引起西安理工大学硕士学位论文的典型的畴现象。 通过对非线性PCSS’S载流子输运机制的深入研究，结合开关的击穿和寿命实验，对PCSS’S击穿机制及性能退化机理在理论上作了分析。指出电子俘获击穿机制与热击穿是开关击穿的主要原因。电子俘获击穿机制是导致热击穿的主要原因，而热击穿是导致开关彻底失效的根本因素。其主要作用机制为:偏置电场和陷阱电荷电场可产生大量热电子，热电子的数量和动能决定Ga一AS键的损坏程度，Ga一As的断裂程度反映PCSS’S的击穿类型，而退陷电荷的数量则反映了Pcss，S可恢复损伤的程度。开关退化的主要原因是:开关体内的丝状电流对开关芯片的损伤;以及电荷畴到达阳极时来不及放电而产生的电荷拥挤现象对开关电极接触表面的损坏。在此基础上提出了研制大功率长寿命PCSS’s的方法.