新型亚纳秒高功率半导体开关器件

介绍了一种基于半导体内部的等离子体波理论而设计制造的全固态高功率半导体开关器件--快速离化器件(FID),阐述了FID器件的工作机理.采用传统的电力电子器件的制造工艺技术,研制出了新型亚纳秒快速离化器件.FID器件采用无感裸芯片封装技术,寄生参数小.单个FID器件工作电压＞2 kV,导通时间＜1 ns,工作电流高迭10 kA,抖动＜20 ps,di/dt超过100 kA/μs,重复频率400 kHz.具有极易串并联、导通触发脉冲可同步产生、工作特性高度稳定、体积小、重量轻等优点,FID可与DSRD组合应用,当采用MARX电路连接时,可以获得几十千伏以上的高压快速脉冲.FID器件脉冲发生器具有广阔的应用前景.     

高功率半导体开关器件DSRD的研究进展

高功率半导体开关器件是一类基于等离子体波理论的全固态、高压、快速打开或者切断电流的开关器件,具有体积小、可靠性高、寿命长、脉冲重复频率高和输出波形稳定等优点,在脉冲开关电路应用中有着独特的优势。简要介绍了超宽带脉冲技术及高功率半导体开关器件的概念,比较了一些常见开关器件与高功率半导体开关器件的差异,主要阐述了自20世纪80年代以来脉冲发生器中开关器件的发展过程,重点介绍了最重要的一种高功率半导体开关器件,即Si基漂移阶跃恢复二极管(DSRD)在国内外的发展历程及其在脉冲技术中的应用。随着新型半导体材料及半导体技术的发展,展望了未来DSRD的发展方向。     

基于光电导开关的高功率超宽带微波脉冲产生技术

光控光电导开关因其具有传统高功率脉冲器件所不具有的优良特性 ,在产生高功率微波脉冲领域具有很大的发展潜力。利用光控光电导开关可以直接从直流电源产生高功率的微波脉冲。本文首先介绍了光控光电导开关的结构和两种不同的工作模式 ,以及它在不同工作模式下的工作特性 ,然后叙述了利用光控光电导开关产生高功率超宽带微波的几种技术     

高功率微波脉冲压缩的能量倍增器

为了实现高功率微波初级波源的小型化,获得更高功率的输出微波脉冲,研制了用于高功率微波脉冲压缩的能量倍增器。利用了快速反转开关,实现了功率的瞬时放大。实验结果表明在输入微波功率达到5．3MW时,输出脉冲功率可以达到35MW,输出峰值功率增益达到7dB。在此基础上对PM—AM技术进行了研究,并通过该技术获得了平顶的输出微波脉冲,以满足不同实验对初级波源的需求。     

新型超宽带脉冲源

研制出ＧａＡｓ：Ｃｒ，Ｆｅｐ：Ｆｅ光导开关，利用光导开关产生高功率皮秒脉冲，实验显示了所产生的皮秒脉冲波形，此种新型超宽带脉冲为研制超宽带雷达提供新型的脉冲源。     

高速高功率半导体开关DSRD特性浅析

漂移阶跃恢复二极管（DSRD）是一种先进的全固态、高速、高功率半导体断路开关,是超宽带、高功率脉冲信号源的关键部件。对DSRD的工作原理和典型应用电路以及DSRD在纳秒级高功率脉冲发生器方面的应用做了介绍。DSRD的这些优点使其在超宽带和高功率微波等方面有广阔的应用前景。     

光电导开关面临的问题及发展趋势

光电导开关具有传统高功率脉冲器件不具备的优良性能,在产生高功率脉冲领域有很大发展潜力。使用光导开关能直接从直流电源产生电磁脉冲。根据各种应用对光导开关性能指标的不同要求,将其归纳为大功率脉冲应用与超短电磁脉冲应用两类。阐述了光电导开关在理论、实用化方面遇到的问题以及目前学术界、业界对其解决的方法。对各种解决方法做出评价并展望光导开关未来发展趋势。     

以高速脉冲触发激光器

洛斯·阿拉莫斯的科学家马丁·皮尔奇设计出一种快速开关。该开关使用两块带电的金属导轨板作火花隙，并以微波发生器发出快速重复的高功率直流脉冲供给高功率激光器。这种新型装置称为“微波触发激光开关”，2000~3000瓦激光束的开关时间为几百万分之一秒。导轨还有一些其他优点：为了冷却可把它做成空心灌注液体,其表面积较大，使稳定性增加,少出故障。     

新型亚纳秒切断半导体开关器件研制

介绍了一种新型亚纳秒切断全固态高功率脉冲开关器件,阐述了其工作机理。该器件利用器件体内等离子体特殊的恢复过程来完成电流的迅速切断。采用多层Si片叠加的制造工艺技术,单个器件反向工作峰值电压大于2 kV,电流切断时间小于800 ps,脉冲峰值功率可达80 kW。该器件具有易串并联、抖动小等优点。基于该器件制作的脉冲发生器具有体积小、可靠性高、使用寿命长、脉冲重复频率高、输出波形稳定等特点。当采用器件串联电路连接时,可以获得几十千伏以上的高压快速脉冲。采用该器件制作的脉冲发生器在国防、医疗等领域具有广阔的应用前景。     

一种阴控速调管恒流灯丝电源的设计

阴控高功率速调管阴极工作在高压脉冲状态,灯丝电源悬浮在随阴极脉冲变化的电位上,开关稳压电源直接工作在阴极电位,极易受高压脉冲干扰无法工作。介绍了一种AC 220V输入低压端控制的恒流灯丝电源,具有抗干扰强、稳定度和可靠性高等特点。     

用闪光灯泵浦的高增益激光器产生编码脉冲

要使激光器成为现实的通讯工具,就必须由闪光灯泵浦的高功率激光器有效地获得编码脉冲输出。美国得克萨斯仪器公司中心研究实验室人员认为他们已利用声-光调制技术找到了解决这个问题的办法。这种声-光调制技术不仅能开关以闪光灯泵浦的高功率激光器,而且能对各种不同的输出脉冲进行调制。     

带磁开关的冲击-自持脉冲放电技术及其应用

本文通过对带磁开关的冲击-自持脉冲放电电路放电过程的分析,指出了该电路在激发准分子激光时的优点,在考虑准分子激光形成过程特点的基础上,进一步指出了利用该电路有利于制成高效率、高功率、长脉冲准分子激光器件.     

用于脉冲功率开关的AlGaAs/GaAs光闸流管

<正>光闸流管是一种标准的功率模块,广泛地应用于功率集成电路、航空电源、计算机、高功率脉冲激光器和高功率微波系统中。目前它是由硅材料制成,但是Ⅲ—Ⅴ族材料的闸流管也日益受到人们的重视。 《IEEE EDL》1992年第3期报道了用于脉冲功率开关的AlGaAs/GaAs光闸流管的研制情况。文章指出,Ⅲ—Ⅴ族半导体异质结光闸流管非常适合于高功率高脉冲重复频率开关应用。     

采用独特的预电离脉冲群开关技术实现高平均功率重复脉冲CO2激光输出

利用脉冲预电离横流CO2激光器独特的电极结构,采用脉冲群开关技术,首次实现了5 kW量级脉冲激光输出.其电极为脉冲预电离管-条电极,具有密封性好、结构简单、注入功率大以及造价低廉等优点.脉冲群预电离开关技术实现高平均功率脉冲输出的优点在于:采用仅仅几百瓦平均功率的脉冲电源来控制几十千瓦乃至更大的直流注入功率,达到高功率脉冲CO2激光输出.这种方法大大降低了电源成本以及技术上制作的复杂性.(OC6)     

毫秒级长脉冲调制器技术探索和实现方法

介绍了毫秒级脉冲高功率调制器系统技术。围绕长脉冲调制器应用体制、高压开关、驱动方式,以及脉冲顶降补偿技术等展开论述,对于两种常用体制、两类常用开关、三种驱动方式,以及四项顶降补偿技术各自的工作原理、特点、适用场合及优缺点做了系统阐述。介绍了电压电流为-70 kV/50 A、脉宽达1 ms、脉冲顶降小于5%的长脉冲大功率调制器,并对其测试结果进行了说明。测试结果表明:研制的长脉冲调制器技术先进,在输出功率、输出波形、脉冲顶降等各方面指标均达到了国内领先水平。     

ARSR-3发射机的全固态调制器

本文敍述ARSR-3系统中使用的一种全固态高功率脉冲调制器(ARSR-3系统是联邦航空署的一种航线监视雷达)。该调制器是多年来不仅在器件研制中而且也是线路研制中所取得的最好成果,它使用了具有快速开关特性的“反向阻断双端固态闸流管”(RBDT’S),这种器件可在大电流状态下直接开关14兆瓦、3微秒视频脉冲而不需要采用磁性开关器件。调制器由五个相同的脉冲形成网络组件、一个触放大器以及一只使调制器输出与速调管电子束特性相匹配的脉冲变压器组成。每一个组件包含有各自的脉冲形成网络。RBDT放电开关部件以及有关电路。这种调制器是采用西屋公司T62R型RBDT新器件的首批产品设备。这种器件能以每微秒3000安培上升速率去开关2200安培电流的脉冲。     

获得亚毫微秒脉冲的两种方法

许多应用需要高功率亚毫微秒脉冲,但固体或脉冲染料激光器的Q开关产生不对称脉冲,其宽度从几个毫微秒至几个毫秒变化。为获得脉宽3毫微秒的脉冲,用闸流管或雪崩晶体管电路激励普克尔盒,把较宽的Q开关脉冲削去一部分。为了提供几百微微     

一种快速离化波开关及其在高压脉冲源中的应用

讨论了一种先进的基于快速离化波组件漂移阶跃恢复二极管(DSRD)的开关特性、工作原理及其在高压纳秒脉冲源中的应用.提出一种新方法解决了传统高压纳秒脉冲源设计难以突破的高功率、高重复频率工作问题,实现了高压纳秒源的全固态、高重频、高压、高可靠、长寿命工作.     

窄脉冲刚管调制器

雷达发射机和高功率微波装置对大功率刚管调制器的需求越来越大,尤其是窄脉冲调制器非常重要。随着大功率半导体开关器件技术的进步,窄脉冲刚管调制器逐渐变为现实。为了降低成本、满足系统小型化的要求,仅使用一个耐压900V的开关管,通过高变比脉冲变压器的耦合,就得到了脉冲宽度400ns、脉冲电压达到12kV的调制脉冲。     

高功率脉冲微波系统的研制

介绍了高功率脉冲微波系统的工作机理及应用,提出了采用刚管高压脉冲调制器作为激励源技术,利用脉冲磁控管输出高功率脉冲微波以及谐振腔体处理物料的设计思路。详细阐述了高压脉冲调制器、微波头、谐振腔体三个部分的设计方案,通过合理的结构设计完成了整机的研制,为探索脉冲微波的非热效应机理研究及应用提供了有利依据。