基于功率晶体管窄脉冲激光驱动设计

激光的高功率、窄脉冲是提高激光引信系统精度,提高引信抗干扰能力的重要手段。为实现小体积的高频、高功率、窄脉冲激光发射,采用大功率晶体管正反馈设计出晶闸管开关应用于高频脉冲激光测距窄脉冲激光发射电路,用钳位二极管抑制激光器反向击穿。通过对RLC充放电回路、晶体管开关电路、晶闸管器件的分析,设计SCR电路,分析放电回路的三个步骤,运用pspice仿真程序对驱动电路进行了参数仿真。制作了印刷电路板,得到峰值电流12 A,脉宽8 ns的脉冲电流。     

基于雪崩晶体管的脉冲半导体激光电源的设计

介绍了一种基于时间延迟和雪崩晶体管的纳秒级窄脉冲半导体激光器电源,该电源主要由脉冲发生电路、雪崩电路组成。实践证明,该电源可以作为一种简单的纳秒脉冲产生装置,产生脉宽〈30ns、峰值为1A的电流脉冲,用于驱动普通半导体激光器。     

用于半导体器件瞬态特性研究的大幅度矩形纳秒脉冲发生器

本文提出了一个用于半导体激光器和其他高速器件瞬态特性研究的大幅度矩形纳秒脉冲发生器的设计.为了产生一对极性相反的高速同步脉冲,在设计中采用了我国发明的新功能器件──双向负阻晶体管(BNRT).为了获得高速大电流主脉冲输出,采用了同时触发的双雪崩晶体管串联组合电路.所研制的发生器的主脉冲输出,其电压幅度高达200V(在50Ω负载)、峰值电流为4A、上升时间约2ns、宽度5-100ns、晃动小于50ps.而且输出脉冲波形呈良好的矩形,其过冲和顶部不平坦度均小于±3％.     

掺Mn基区InGaAsP/InP双集电区异质光敏晶体管

为了用液相外延法制出高速、高增益异质光敏晶体管,采用了新型的双集电区结构,并且采用Mn作为p型掺杂剂,以代替常用的Zn或Cd制作p~+-n~-集电结.制出的台面型HPT的典型光增益为144;在 80 ps Gaussian光脉冲作用下,其输出脉冲上升时间为 400ps.半峰宽为1.2ns.     

雪崩晶体管在纳秒脉冲驱动电路中的应用

介绍了一种可用于半导体激光器、高速摄影、信号处理以及激光雷达的纳秒脉冲驱动电路。利用晶体管的雪崩效应，通过两级雪崩晶体管阵列，得到了7ns、6A的大电流窄脉冲。并对触发脉冲的获得、电路板的印制进行了简要的介绍。     

GH系列高压毫微秒脉冲发生器

GH系列高压毫微秒脉冲发生器是哈尔滨特种元器件厂承接中国科学院半导体所科研成果而定型生产的一种新颖固体脉冲源。它的电路全部晶体管化,特别是主脉冲形成级采用了哈尔滨特种元器件厂生产的3DB系列专用雪崩管,使该仪器成为一种小型化的高压毫微秒装置。该发生器提供的上升时间小于2.5ns、幅度逾千伏的高速高压脉冲,可用于激光、雷达、超声、高速摄影、加速器等许多重要的技     

1064nm激光诱导等离子体开关控制355nm脉宽可调输出

为得到脉宽可控的355nm紫外脉冲激光输出,采用1064nm脉冲激光诱导等离子体开关技术,控制355nm激光脉冲宽度,在激光电离Cu小孔内壁表面及空气击穿共同作用下,获得了2.8ns～10ns的脉宽可调输出.讨论了1064nm单脉冲输出能量对脉宽压缩的影响,在无延时情况下得到了脉宽最短达2.8ns的脉冲激光输出.在此基础上,保持1064nm单脉冲输出能量不变,采用延时装置改变两光路间的光程差,以控制等离子体开关相对于355nm激光脉冲的形成时间,最终得到脉宽可调的脉冲激光输出.结果表明,等离子体开关结构简单、操作方便、适用范围广,是一种较好的脉冲整形手段.     

大口径倒腔式等离子体开关

大口径倒腔式等离子体开关是神光Ⅱ升级装置倒腔式多程放大方案的关键单元,该方案要求等离子体开关能够在极短的时间内完成工作状态的转换。采用正负开关脉冲驱动的等离子体开关响应时间较长,无法满足装置的使用要求。基于Blumlein脉冲形成线结构的高压低阻抗开关脉冲发生器能够实现倍压输出,使单一脉冲驱动等离子体开关成为可能,从而大幅减小开关响应时间。单一脉冲驱动的350mm×350mm口径倒腔式等离子体开关理论充电时间约为54ns,其开关响应时间可做到小于90ns。实验测得的等离子体开关全口径开关效率大于99.7%,静态消光比大于381,时间窗口顶宽大于160ns,底宽小于400ns,上述指标均满足神光II升级装置的使用要求。     

GaN微波器件转移特性脉冲测试研究

对GaN微波器件的转移特性开展了脉冲测试研究.通过改变脉冲通道的数量、 静态工作点和脉冲宽度,获得了不同的脉冲测试条件下GaN晶体管的转移特性,并对不同测试条件下的测试结果进行了对比分析,获得了不同的脉冲测试条件对器件转移特性的影响.得到了GaN晶体管的转移特性对栅极脉冲比较敏感,漏极脉冲只是在栅极电压作用下起辅助作用,其对转移特性的影响程度主要依据栅极电压的影响而定的结论.     

瞬时超宽谱脉冲串产生方式

通过对国内外瞬时多脉冲产生技术的调研,结合超宽谱脉冲的特点,开展脉冲分割方式产生超宽谱多脉冲、形成线串联方式产生超宽谱多脉冲、多脉冲合成方式产生超宽谱多脉冲的技术研究,确定利用形成线串联方式产生超宽谱多脉冲的技术路线;对充电时间和开关电容等对产生多脉冲的影响因素进行分析和实验研究,改进了四脉冲形成线充电方式,完成超宽谱四脉冲产生实验装置的设计,在负载上获得瞬时超宽谱多脉冲,脉冲数4个,脉冲宽度3.5 ns,输出脉冲之间的间隔小于10 ns。     

用于紫外激光脉冲电光开关的驱动脉冲源

利用雪崩晶体管作为高速开关器件、根据并联充电、串联放电原理设计了一种串并联相结合的MARX电路,以该电路为基础设计了一种低抖动高压脉冲驱动源,并将其应用于紫外激光脉冲的电光开关削波系统。通过同步调节器调节高压驱动脉冲和激光电光系统的时间匹配度,获得了驱动电脉冲与电光开关耦合的最佳工作状态;对匹配过程中的电光开关工作状态以及激光脉冲压缩过程进行了分析和研究,当高压驱动电脉冲幅度为2 690 V,脉宽为7.9 ns时,可以将脉宽为7.1 ns的紫外激光脉冲压缩至2.1 ns,KDP晶体的透光率达到了92.2%,电光开关的效率达到了31.7%。     

用于有界波模拟装置的高功率窄脉冲源研制

为满足有界波模拟装置指标需求,研制了一台高功率窄脉冲源。利用Marx发生器并联充电、串联放电的原理,该脉冲源可实现百千伏的脉冲高压输出,其最终输出电压幅值100 kV,上升时间1.8 ns,脉冲半宽40 ns,满足模拟装置指标要求。该脉冲源结构紧凑,直径18 cm,长度97 cm,可用于在室内开展高空核电磁脉冲对待考核系统所产生的破坏效应和加固技术研究工作。     

半导体激光器的泵浦振荡器

激光器的泵浦振荡器是用内装式变压、高频高反压大功率晶体管KT912B和KT926A构成的开关电路和用隧道二极管构成的整形器组成。泵浦脉冲重复频率为8 kHz,脉冲宽度100 ns,流过等效电阻6 Ω和12 Ω的电流脉冲振幅分别为8 Α和 13.5A。     

一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计

针对半导体激光器中纳秒级脉宽的驱动电路脉冲宽度范围小、无法调节的问题,提出一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计方案.根据现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术和半导体激光的工作原理,搭建了半导体激光驱动电路的一般模型,并进行了仿真与实验分析.以FPGA开发板为控制核心,使用高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动芯片DE375作为开关,实现驱动电源及半导体激光器的精密控制.该电路输出的脉冲电流幅值可达40A,脉冲宽度为5～200 ns,重复频率为0～50 kHz,上升沿宽度小于5 ns,有效增强了半导体激光器驱动电路的功能.     

激光目标回波模拟器能量标定装置研究

为了解决激光目标回波模拟器输出脉冲激光能量无法现场标定的问题, 采用模拟积分原理, 通过光电探测组件参数优化设计和积分组件电路结构设计, 建立了激光目标回波模拟器能量标定装置, 并设计相应实验对标定装置的测量能力进行验证。结果表明, 激光目标回波模拟器能量标定装置可实现对脉冲宽度为10ns~100ns脉冲激光能量值的准确测量, 其能量测量范围为10fJ~1pJ, 包含因子k=2时, 测量不确定度为13.8%。该研究可满足激光目标回波模拟器输出脉冲激光能量测量与标定的需求。     

基于GaN HEMT器件的P波段小型化40 W发射模块

氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)器件具有高功率和功率密度、高导热率、高击穿场强、宽工作频带等特点,适合小型化、宽频带、大功率应用.基于GaN功率器件的特点研制了P波段宽带小型化40 W发射模块.通过负载牵引技术对GaN HEMT器件进行了大信号参数的提取,运用ADS软件进行了匹配电路的设计,对功率放大器的性能指标进行了优化,并基于LTC4440和nMOS器件设计了高压脉冲调制电路.研制结果表明,该模块在400 MHz工作带宽内(相对带宽100％)的输出功率为46.6 dBm (45.7 W),功率增益为36.6 dB,功率附加效率(PAE)为40.4％,杂波抑制为65.7 dBc,脉冲项降为0.4 dB,脉冲上升时间为75 ns,脉冲下降时间为50 ns,模块尺寸为50 mm×40 mm×20 mm.     

采用氢闸流管的快速前沿、高脉冲重复率脉冲发生器

为了用计算机有效地分析瞬间辐射场的传播和这类场对不同天线的耦合机构，需要研制一种数千伏、高脉冲重复率、快速前沿的脉冲发生器。以前所作工作已表明，采用氢闸流管已获得几千伏，低到3ns的开关速度，但重复率限制在最大10Hz。采用EVV CX1599型闸流管，已经达到输出5kV、上升时间3ns、重覆率0．1kHz脉冲的脉冲发生器要求。这用种装置，通过大量试验证实，在正确工作条件下，这种开关能产生所要求的输出。这种脉冲发生器实际上是以低脉冲重复率装置的工作经验为基础为实现的。在闸流管灯丝和储存器电源方面，所用开关方式可保证电源的高度稳定。其他低压电源采用集成电路，必要时附加一组双极三极管以增大其电流容量。用一组钳位管使闸流管的阳极耗散的恢复时间达到最小值。这种发生器在各方面都满足了规定的指标要求，而且所产生的脉冲数已超过1×10^11，用铁氧体能锐化输出脉冲，意味着目前已能做出有效的雏型。     

雪崩晶体管在纳秒脉冲驱动电路中的应用

介绍了一种可用于半导体激光器、高速摄影、信号处理以及激光雷达的纳秒脉冲驱动电路。利用晶体 管的雪崩效应,通过两级雪崩晶体管阵列,得到了7 ns、6 A的大电流窄脉冲。并对触发脉冲的获得、电路板的 印制进行了简要的介绍。     

采用LD~3工艺和双层金属的59ns256kDRAM

将介绍在80℃和4.5V条件下,RAS之后典型读取时间为59ns的256k NMOS DR-AM(图1)。在测试装置所限制的周期速度为55ns时,得到了图2所示的页面型读出和写入周期。 获得这一性能的一个关键因素是采用三重扩散LD~3 NMOS晶体管结构,即双扩散     

耐电晕试验用高速脉冲电源的分析与设计

漆包线耐电晕试验用脉冲电源对电压变化率要求高,现有普通电源难以满足要求.提出一种漆包线耐电晕试验用高速脉冲电源设计.建模分析各元件参数和电路主要参数;选用耐高压的绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)以提高H桥输出电压;利用栅极电阻的阻值调节脉冲的上升/下降时间.仿真和实验表明,所设计的高速脉冲电源的电压变化率(dv/dt)为30 kV/us,即输出电压峰峰值3 kV的情况下,电压上升时间和下降时间为100 ns.