伪火花开关已经成功地应用于各种脉冲功率应用，包括欧洲大型强子对撞机、反导雷达系统、航空发动机点火等。对于这样的应用，降低开关的延迟和抖动来提升稳定性是非常重要的。设计了一种激光触发伪火花开关，使用波长532 nm的激光，在不同气压、工作电压和触发能量下，测试激光触发伪火花开关的阳极着火延迟时间和抖动两项参数。测试结果表明，增加激光能量可以降低开关的延迟和抖动，实现开关稳定性的激光能量阈值在1.5 mJ，可以使得开关的抖动小于1 ns，继续增大触发能量，开关的延迟和抖动不再明显变化；此外，增大管内的氢气压强可降低开关的延迟和抖动；当触发能量足够大时，改变阳极电压，开关的延迟和抖动不随开关电压而改变。

提出了一种适用于低电压工作的毫米波AlN/GaN MIS-HEMT器件, 开展了材料外延结构的设计, 在SiC衬底上生长了AlN/GaN外延材料。基于此材料开展了器件制作, 优化了高温快速退火工艺, 获得良好的欧姆接触电阻。对所制备的器件进行直流测试, 结果显示, 电流输出能力为2.4 A/mm, 跨导极值为518 mS/mm, 小信号ft达到85 GHz, fmax大于141 GHz。在5G毫米波段28 GHz频率点测试了大信号特性, 当VDS =3 V时, 输出功率密度为0.55 W/mm, 功率附加效率(PAE)为40.1%; 当VDS = 6 V时, 输出功率密度为1.6 W/mm, PAE达到47.8%。该器件具有低压毫米波应用的潜力。

提出了一种用于高侧开关的短路限流及保护电路。电路采用二级保护的方式,当短路检测电压不为零且低于参考电压时,限制栅源电压，对电路限流;当短路检测电压高于参考电压时,则延时一段时间后关断功率管。芯片采用0.18 μm 100 V BCD工艺流片。测试结果表明,在先工作后短路和先短路后工作两种情况下,功率管均处于正常工作状态。电路工作电压范围为4~80 V,短路延时时间约200 μs,输出最大可持续电流可达80 A。

在系统运行与不运行状态下，线路绝缘子因高压脉冲而产生闪络和损伤现象的研究结果显示，脉冲干扰和系统工作电压的共同作用将对电力系统带来灾难性的威胁。而在电力系统中，高压变压器是非常重要并且昂贵的设备。本文给出了一些针对变压器在脉冲干扰和系统工作电压共同作用时的试验方法。

液晶变焦透镜由于其结构紧凑, 低功耗, 性能稳定, 易于制备等特点, 在图像处理, 光通信, 机器视觉, 可切换2D/3D显示等方面应用广泛,但是工作电压高阻碍了其实际应用和商业化。本文提出了一种梯形凸起电极结构的液晶变焦透镜, 用TechWiz LCD 3D软件模拟了此种结构的电场和液晶分子分布, 对比分析了液晶盒厚、电极高度、电极梯角和电极宽度与间隔比对液晶透镜工作电压的影响。模拟结果显示, 当液晶盒厚为10 μm时, 液晶透镜的驱动电压可以降低到10 V以内; 在焦距变化范围相同的情况下, 梯形凸起电极液晶透镜比传统的平面电极液晶透镜的工作电压降低了358%。对于梯形凸起电极结构的液晶变焦透镜, 当电极高度占液晶盒厚40%, 电极梯角选为60°, 电极宽度与间隔比为100∶50时, 其工作电压最低。

共面转换液晶显示器(IPS-LCD)由于其具有可视角度大、色彩真实、画质出色等优点, 在平板显示器中得到了广泛应用,然而响应速度慢限制了其在高端显示器中的应用。本文中, 首先通过采用正性液晶, 对IPS类型中的边缘场转换型(FFS)和边缘场共面转换型(FIS)的液晶显示器, 不同摩擦角度下的电光特性和响应时间进行了模拟计算。然后从预倾角度、电极尺寸以及弹性常数出发, 对FIS液晶盒结构参数进行了优化, 提出了一种快速响应的液晶显示器。我们通过计算机模拟发现, 在FFS液晶盒中, 摩擦角度对工作电压具有较大影响, 小摩擦角度可实现高透过率、低工作电压；而在FIS液晶盒中, 摩擦角度对响应时间具有较大影响, 大于10°时与2°时相比, 响应速度可提高82.7%以上。并且, 不同摩擦角度下, 弹性常数对FIS液晶显示器的响应速度影响不同, 摩擦角度为2°时, 响应速度与弹性常数K11、K22、K33都有关, 而摩擦角度为12°时, 响应速度只与K22有关, 这个原因导致了12°与2°时相比, 响应速度提高了84.2%。

带防离子反馈膜的微通道板(micro-channel plate, MCP)是负电子亲和势光电阴极微光像增强器的关键部件之一, 其工作状态对负电子亲和势光电阴极微光像增强器的性能有严重影响, 通过对无膜MCP及镀有不同厚度防离子反馈膜的MCP在不同阴极电压下、不同MCP电压下增益的测试与分析, 最终确定出防离子反馈MCP的最佳工作电压: ①对于负电子亲和势光电阴极像增强器用无膜MCP, 其最佳工作电压为: 当阴极电压大于一定值Vc1时, MCP增益几乎不变, 说明此时的阴极电压Vc1为无膜MCP的最佳工作电压; 当MCP电压为某一特定值Vm1(阴极电压为大于Vc1的任一值)值时, MCP出现增益, 但增益值很低, 当MCP电压大于(Vm1+100V)值时, MCP增益较大(大于20 000), 可认为板压为(Vm1+100V)值为无膜MCP最佳工作板压; ②对于同种材料的带膜MCP, 其最佳工作电压为阴极电压Vc=无膜MCP的最佳阴极电压Vc1与防离子反馈膜的阈值电压的代数和, MCP电压为Vm＞(Vm1+100V), 具体值应根据防离子反馈MCP增益值的线性工作区来确定。该文的研究对防离子反馈MCP的最佳工作电压的确定及对负电子亲和势光电阴极像增强器性能的提高具有重要的意义。

从载流子的传输过程和载流子数密度两个方面分析了晶闸管触发开通过程，研究了强触发方式对晶闸管开通特性的影响。利用功率MOSFET的快开通特性和通流能力，设计了晶闸管强触发电路，并通过晶闸管开通特性实验平台研究了触发条件和工作电压两个因素与晶闸管开通时间的关系。实验结果表明：晶闸管开通时间决定于触发方式和工作电压，强触发方式可以缩短延迟时间，高工作电压可以减小导通时间，利用强触发方式和提高工作电压能够有效地改善晶闸管的开通性能。

设计并制作了一种基于静电力驱动的数字微流控芯片,用于构建芯片实验室。介绍了静电力驱动原理和芯片制作工艺流程，搭建了驱动检测实验平台。该芯片采用硅作衬底，氧化硅作绝缘层，TiW/Au为驱动电极阵列，氮化硅作介质层，碳氟聚合物为疏水层。由于采用开放式的结构，只需单层共平面控制电极，简化了工艺流程，优化了器件结构；而驱动电极阵列嵌入在氧化硅中，改善了减小介质层厚度时介质层对金属的台阶覆盖性，减少了电极边沿突起引起的边界击穿。另外，采用较薄的高质量介质层和疏水性能好的疏水膜层，大大降低了液滴驱动电压。实验显示，在20 V驱动电压下，该工艺可实现液滴按程序设定方式在二维平面内流畅运动，最大运动速度达96 mm/s。提出的芯片制作工艺简单，与IC工艺兼容，可应用于生化分析芯片实验室系统。

本文根据电泳芯片的低工作电压分离理论模型,选定采用对分离管道侧壁阵列电极以等间距施加电压的方式作为电场模拟分析的模型.利用ANSYS有限元软件分析系统,对微分离管道中的电场分布进行模拟仿真分析.重点探讨了阵列电极的布置方式、电极个数和位置、微分离管道形状、电极表面绝缘层等因素对微管道中电场分布的影响;详细计算和优化了利用电极阵列实现低工作电压分离过程中,分离微管道及电极阵列的基本设计和结构参数.这为研制一种微型化的低电压电泳芯片系统奠定了一定的理论基础.