基于雪崩三极管的高重频高稳定度脉冲源研究

基于雪崩三极管的脉冲源具有稳定度高、脉冲窄、上升时间短等优点,分析了雪崩三极管脉冲源稳定度的影响因素。采用适当的优化措施提高了稳定度指标,设计了高稳定度的雪崩三极管脉冲源,脉冲峰值电压1500V(50Ω负载),脉冲宽度1ns,上升时间200ps,具有很高的稳定度指标:短时抖动小于30ps,长时漂移小于100ps/min,峰值电压和脉冲宽度抖动小于1%。通过对改进脉冲电路的充电形式,实现了重复频率为60kHz的脉冲输出。     

用雪崩三极管电路生成高压负脉冲技术研究

雪崩效应因为能在极短时间内输出极大电流,常被用来设计高压脉冲电路。分析了利用雪崩三极管电路生成高压正脉冲的实现方案,并提出了改进的设计,接着分析了脉冲输出过程中负载回路的电流流向,通过改变信号输出点,设计了输出高压负脉冲的电路。电路输出的脉冲幅度达到了-200V,前沿约3.2ns。与相似结构的正脉冲电路相比,性能略有降低。同时对性能下降的原因进行了分析。     

基于雪崩晶体管产生快沿脉冲的电路参数分析

利用雪崩晶体管组成Marx电路可以产生快沿双指数脉冲,为了找出电路参数对脉冲波形的影响。建立了放电回路等效电路,利用Pspice软件对电路参数影响脉冲波形问题进行了仿真分析,利用设计的三级Marx电路进行了试验验证。通过理论计算、仿真以及试验研究表明充电电压、充电电容、负载电阻主要影响脉冲峰值和脉宽,在一定限度内,充电电压、充电电容越大,峰值电压越高,脉宽越宽,负载电阻变大,脉宽变宽。这为脉冲源设计中元器件的选取以及脉冲波形调节措施研究提供了依据。     

超快速高压雪崩三极管器件研制

采用雪崩三极管MARX电路易产生亚纳秒导通前沿的高功率微波脉冲,可应用于激光LED驱动、超快脉冲前沿发生器和高速脉冲发生器等。介绍了雪崩三极管器件的工作原理及设计方法,采用针对雪崩模式工作的npn晶体管的特殊工艺设计,研制出了耐压400V,脉冲电流达80A的雪崩三极管器件并已投入批量生产。给出了雪崩三极管MARX使用电路及测试结果,重复频率可达400kHz。器件采用金属管壳片式封装,具有可靠性高、易于级联使用等优点。     

采用雪崩晶体管产生窄脉冲

本文详细介绍了雪崩晶体管的工作原理,介绍和分析了一些可用于单脉冲选取、高速摄影控制、探地雷达以及固态脉冲源的典型电路,并给出了这些脉冲电路的测试结果。     

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。     

固体雪崩管快脉冲源的研制

固体雪崩管被触发工作在雪崩或二次击穿瞬间时能输出很大的脉冲峰值电流,且触发晃动和上升时间都很小,因此广泛用于制作重复频率低而脉冲功率高的快脉冲源。近几年研制了几种用于纳秒同步机的单管源,应用于产生较宽快沿方波,并且研制出微分波的多管串并联源,应用于纳秒高压产生器中触发氢闸管的多管串联源。     

一种基于双三极管并联的UWB 窄脉冲发生器

脉冲产生器是IR-UWB通信系统的重要组成模块之一。提出了一种高可靠性的窄脉冲发生电路。该脉冲产生电路基于并联的双射频三极管所产生的雪崩效应与LC电路阻尼原理,产生一阶微分高斯脉冲波形。双三级管的并联设计加速了雪崩效应,降低了工作电压,易于电路实现。当其中单只三极管损坏时,电路仍然可以依靠另一只进行工作。实验测试结果表明：该电路所产生的脉冲峰峰值约为12.88V,脉冲宽度约为1.6ns,可以用于IR-UWB通信系统。     

一种基于射频三极管的高斯脉冲发生器的设计

对一种电路简单、成本低廉且易于集成的高斯脉冲发生器进行了分析与设计。该发生器是通过一个微分电路将触发信号转变为含有正、负脉冲信号来驱动射频三极管的“开”与“关”，并通过电容的充、放电形成窄脉冲。测试结果显示该脉冲发生器能产生峰值电压为1．8V，脉冲宽度为0．8ns的高斯脉冲波形，并与仿真结果吻合较好。该电路非常适合于MIC。     

基于频率补偿的窄脉冲量子级联激光器快速驱动技术

脉冲量子级联激光器(QCL)因自热效应会导致谱线展宽,故需极短的电流脉冲驱动。理论极限线宽所需的脉宽为5~15 ns,但由于环路寄生参数的影响,窄脉冲会引起信号过冲或振荡,因此目前商用的QCL驱动器无法满足这个要求。为获得更理想的激光器线宽,在常规脉冲恒流电路的基础上,采用频率补偿的方法来消除过冲和振荡,并设计了一款稳定的纳秒级激光器驱动电路。实验结果显示该驱动装置实现了峰值电流0~2 A、脉宽8.4~200 ns、上升时间4 ns、过冲1%的脉冲电流输出。使用中国科学院半导体研究所研制的波长4.6m激光器和傅里叶变换光谱仪进行测试,当驱动脉宽由100 ns减小到10 ns时,激光器线宽由0.35 cm-1线性递减到0.12 cm-1。综合验证表明,所设计的驱动装置实现了稳定的窄脉冲电流输出,尤其适用于量子级联激光器的窄线宽驱动及应用。     

基于MEMS技术新型硅磁敏三极管负阻-振荡特性

介绍了一种新型硅磁电负阻振荡器件——S型负阻-振荡硅磁敏三极管．该器件是基于MEMS技术在p型高阻单晶硅片上制作的具有立体结构的新型磁电转换器件，采用KOH各向异性腐蚀技术实现发射区及引线的制作．实验结果表明，集电极电流随外加磁场的变化而变化；在基极注入电流一定时，出现集电极电流受外加偏压VCE调制的负阻-振荡特性，且集电极电流振荡随外加磁场而变化．对该器件负阻振荡特性的形成机理进行了讨论，结果表明，在集电区n+π结和基区与π区形成的p+π结均处于反偏条件下，当π区满足雪崩倍增效应产生的条件时，该磁敏三极管伏-安特性曲线中的Vp+π偏压相对应的基极注入条件下的集电极电流出现S型负阻-振荡特性．在发射极和基极间的n+π结和p+π结附近存在的大量深能级杂质将对负阻-振荡特性进行调制．     

基于MEMS技术新型硅磁敏三极管负阻-振荡特性

介绍了-种新型硅磁电负阻-振荡器件--S型负阻-振荡硅磁敏三极管.该器件是基于MEMS技术在p型高阻单晶硅片上制作的具有立体结构的新型磁电转换器件,采用KOH各向异性腐蚀技术实现发射区及引线的制作.实验结果表明,集电极电流随外加磁场的变化而变化;在基极注入电流一定时,出现集电极电流受外加偏压VCE调制的负阻-振荡特性,且集电极电流振荡随外加磁场而变化.对该器件负阻-振荡特性的形成机理进行了讨论,结果表明,在集电区n+π结和基区与π区形成的p+π结均处于反偏条件下,当π区满足雪崩倍增效应产生的条件时,该磁敏三极管伏-安特性曲线中的Vp+x偏压相对应的基极注入条件下的集电极电流出现S型负阻-振荡特性.在发射极和基极间的n+π结和p+π结附近存在的大量深能级杂质将对负阻-振荡特性进行调制.     

高重频高稳定度改进型MARX纳秒脉冲源的设计

基于雪崩三级管雪崩效应,对传统MARX电路进行深入研究分析并进行大量实验,研制出了一种高重频高稳定度的改进型MARX纳秒脉冲源。对传统MARX电路的雪崩三级管触发形式以及脉冲合成方式进行了改进,并设计出PCB电路板,在重频100kHz时,示波器50Ω负载匹配实测产生的脉冲半幅脉宽1.3ns,幅度366V,脉冲波形稳定度高、拖尾小,重频上限可达160kHz,电路性能优良、稳定可靠。目前已应用于超宽带探测雷达发射机系统当中。     

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。     

一种UWB雷达脉冲信号发生器的设计

介绍了UWB雷达的人体生命探测系统的工作原理,比较了几种窄脉冲产生方法的优缺点,详细分析了雪崩三极管原理,利用雪崩三极管的雪崩特性实现了超宽带雷达窄脉冲的产生。通过研究分析典型的脉冲产生电路,给出了产生人体生命探测系统的脉冲信号发生器的电路,最后由实验仿真结果可得,电路可生成脉宽为皮秒级的双极性脉冲,脉冲的峰-峰值达2...     

纳秒和亚纳秒级固态器件高压脉冲源的研制

固态器件能产生纳秒甚至亚纳秒级的开关时间,利用固态器件制成的高压脉冲源,广泛应用于激光脉冲开关、探地雷达、高速相机等低功率场合.在各种固态器件中,雪崩三极管最为常用.给出了雪崩三极管在几种典型的电路条件下的雪崩特性曲线,分析了雪崩过程中工作点的移动和电路的动态过程.分别对2N5551和ZTX415两种管子进行了实验,实验电路采用15只雪崩三极管串接,获得了幅度4000V、前沿时间小于5ns的脉冲输出.实验结果表明,两种管子在开关速度和输出电压上相当,但ZTX415性能更加稳定,可靠性更好.     

基于级联光电的ns激光脉冲高对比度波形测量

为满足激光驱动惯性约束聚变(ICF)点火中高对比度整形脉冲波形测试的需求,基于多脉冲波形拼接的级联光电探测法,在神光III主机装置上开展了ns高功率激光脉冲波形高对比度测量的实验研究。利用具有截止饱和特性的超快光电探测器,在实验中对凹形脉冲深度进行多通道波形测试。实验结果显示,经过多脉冲拼接得到的凹形脉冲底部具有350:1的对比度,远大于单通道单脉冲波形30:1的对比度。     

一种新型的级联并行过采样∑Δ调制器结构

本文提出了一种基于时域交织技术的级联∑Δ调制器新结构,保留了原有时域交织结构的速度优势,克服了它的缺点,且电路简单,具有实用价值.对1-1级联、4路并行的情况进行模拟的结果表明:新结构比普通2阶∑Δ调制器,相同时钟速率下转换精度提高3bit,同样精度要求下转换带宽扩大一倍,对各路增益失配等电路非理想因素不敏感.     

基于室温脉冲量子级联激光器的脉内光谱技术研究

介绍了基于量子级联激光器的脉内光谱技术,一个长激发脉冲应用在中心波长为7.85 μm脉冲量子级联激光器上,用于快速波长扫描,通过分析比较不同工作参数下的激光光谱信号,寻求最佳的激光器工作参数,并且在选定的工作参数下对目标气体的吸收谱线进行测量,得到了中心在1273.7 cm-1的N2O 吸收谱线.     

基于脉冲阶梯调制的级联型逆变器研究

脉冲阶梯调制(PSM)是将脉宽调制(PWM)与阶梯调制(SM)相结合,起初应用在高压直流电源系统中。将脉冲阶梯调制技术应用到逆变器领域,提出了基于脉冲阶梯调制的级联型逆变器。介绍了级联逆变器的基本拓扑,分析了PSM级联型逆变器的工作原理,研究了PSM的调制算法。该级联型逆变器具有电路结构简单、控制方法简便、开关损耗小、效率高等优点,适合高压大功率场合。建立了6模块的PSM级联型高压逆变器(可获得有效值为4 kV的输出电压)的Matlab仿真模型进行分析,给出仿真结果。仿真结果表明,PSM级联型高压逆变器的输出波形特性好,谐波含量和THD均很小。