高重复频率纳秒级脉冲发生器研究

为实现高重复频率纳秒级脉冲输出,提出了采用射频功率MOSFET,基于感应叠加拓扑的脉冲发生器。脉冲发生器采用15个模块化组件,每个组件输出670 V/50 A 脉冲,每个组件的输出脉冲在感应变压器次级串联叠加,得到10 kV/50 A 高压脉冲。为实现脉冲前沿小于5 ns,必须尽量降低脉冲变压器漏感以及组件和系统的回路电感。感应脉冲变压器采用圆柱形同轴结构,初次级均为单匝,并且和脉冲发生器单元一体化设计,以减小漏感以及组件分布电感。采用大功率驱动电路和同步触发器,实现MOSFET 开关的快速导通和关断,以及触发的一致性。仿真结果显示设计能够满足指标要求。     

绝缘老化试验高压脉冲发生器的研制

介绍一种绝缘老化试验高压脉冲发生器的研制。此高压脉冲发生器结构选择模块化串联结构,采用MOSFET作为发生器的开关元件,可输出空载上升沿小于120ns、电压峰峰值0—10kV的方波脉冲。     

基于固体开关器件的新型高压脉冲驱动源

从MOSFET的开关基理,以仿真与电路实验相结合的方法,研究出了MOSFET栅极的"过"驱动技术,以此来提高MOSFET的开关速度。并结合多个MOSFET的串并联的级联技术,采用多管串联方法来提高脉冲源的输出脉冲幅度,采用多管并联方法来提高脉冲源的其输出脉冲功率,从而得到较大的脉冲宽度。在此研制出了输出脉冲幅度大于4kV、前沿小于10ns、脉冲宽度大于100ns的高压快脉冲源。     

6.5 kV SiC MOSFET的优化及开关特性

优化设计了电力系统用6.5 kV SiC MOSFET,测得该器件的导通电流为25 A,阻断电压为6 800 V,器件的巴利加优值(BFOM)达到925 MW/cm²。基于感性负载测试电路测试了器件的高压开关瞬态波形。在此基础上,借助仿真软件构建6.5 kV SiC MOSFET芯片级和器件级仿真模型,通过改变器件元胞结构、阱区掺杂浓度、栅极电阻、寄生电感等参数,研究了6.5 kV SiC MOSFET开关瞬态过程和电学振荡影响因素。结果表明,减小结型场效应晶体管(JFET)宽度有利于提高器件dV/dt能力,而源极寄生电感和栅极电阻是引起栅极电压振荡的重要因素。研究结果有助于分析研究6.5 kV SiC MOSFET在智能电网应用中的开关特性,使得基于SiC MOSFET的功率变换器系统具有更低的损耗、更高的频率和更高的可靠性。     

LM5001：高压开关模式稳压器

美国国家半导体公司的LM5001高压开关模式稳压器具有实现高效率高压升压、反激、SE-PIC和正激变换器所需要的所有特性，几乎无需利用外部组件。因此，很容易利用稳压器集成一个具有1安培峰值电流的75VN沟道MOSFET。电流模式控制为输入瞬变的干扰抑制提供了固有的简单环路补偿和线电压前馈。     

驱动PIN二极管的功率MOSFET集成电路

本电路使用了一个通常在电动机控制器和可关电找源开到的双功率MOSFET集成电路来驱动在RF开关中的PIN二极管。在此电路中,并行的三个PIN二极管为两个10GHz传输线的每一路提供分路到地。对二极管加反向偏置闭合此开关使RF通过。正向偏置打开此开关,分路RF频率到地。     

e络盟为亚太区新增英飞凌革命性的COOLMOS~(TM)系列功率MOSFET

正e络盟日前宣布提供来自全球半导体和系统解决方案领先提供商英飞凌的高压MOSFET产品组合—C7和P6系列CoolMOSTM功率MOSFET,它们具备极低的开关和传导损耗,从而可实现更高的功率密度和效率。同时,该系列功率MOSFET还提供最优化的硬开关拓扑性能,完美应用于太阳能、服务器、电信设备及UPS(不间断电源)等应用领域。英飞凌科技公司高压功率转换产品负责人Jan-WillemReynaerts表示:"英飞凌推出的CoolMOSTM是一款用于根据超结理论设计高压功率MOSFET的     

安森美半导体推出完全电源解决方案

安森美半导体宣布推出新的高压MOSFET产品线。推出这些新的600伏(V)MOSFET，扩展了该公司的简化电源设计方案，适用于开关模式电源、PWM马达控制、转换器和桥电路应用中。增加高压MOSFET后，现在安森美半导体可单独提供所有的电源设计重要有源元件。     

高隔离度宽频段组合式RF-MEMS开关的设计

接触式与电容耦合式两类RF MEMS开关各自在一定的频段内,都具有较高的隔离度,但仍然很难满足微波控制系统中对高隔离度的要求.为了获得全波段高隔离度RF MEMS开关,单元开关很难达到要求,在此目标要求下,提出了组合式RF MEMS开关的设计,分别利用HFSS软件对各单元进行结构参数优化,再将两者集成在一起,得到的组合式RF MEMS开关,这种组合式开关在0～20 GHz时隔离度都高于-60 dB,在(≤5 GHz),隔离度高于-70 dB,这是一般单元开关及其他半导体固态开关所无法企及的,而且,在DC～20 GHz范围内,开关的插入损耗小于-0.20 dB,而且并没因隔离度的提高,牺牲了插入损耗.     

SiC MOSFET特性分析及应用

碳化硅MOSFET因其材料的特殊性,适合高压、高频和高功率密度场合。该文设计一种碳化硅MOSFET的驱动电路,通过软件PSpice对碳化硅MOSFET以及碳化硅肖特基二极管的开关特性进行仿真研究,并设计RC缓冲电路解决开关的尖峰震荡问题。搭建硬件实验电路,在Buck电路中针对碳化硅MOSFET和Si IGBT在不同负载和占空比下进行电路效率分析。实验结果表明碳化硅MOSFET开关速度快、开关损耗小以及驱动电阻小。碳化硅肖特基二极管无反向恢复特性,适合高频下工作。RC缓冲电路能有效抑制开关产生的尖峰和震荡,在Buck电路中碳化硅MOSFET比Si IGBT在不同负载和占空比下效率要高。     

用金属氧化物半导体场效应晶体管器件实现的高重复率电光调Q模块设计

随着激光器的发展,需要高重复率的电光调Q器件。提出了一种新型超快、高重复率的电光调Q技术,这种技术采用V型槽的金属氧化物半导体场效应晶体管(VMOSFET)器件作为调Q模块的主功率开关,运用宽范围可调的高压稳压电源和调Q触发信号整形电路,以及加压调Q和退压调Q的兼容电路。实验中得出:当调Q工作频率为10 kHz时,调Q电压幅度3~5 kV任意可调,电压脉冲宽度小于5 ns,触发抖动时间小于1μs,且可以长期稳定工作。该调Q模块已经用于激光二极管(LD)抽运的无水冷固体Nd∶YAG激光器和连续Nd∶YAG激光器中。     

基于Marx发生器的紧凑型宽谱辐射源

采用Marx发生器作为脉冲功率源,用螺旋天线作为辐射系统,设计了一种紧凑型宽实验结果为:辐射场中心频率为171 MHz,2 m处最大辐射场为10.5 kV/m。谱辐射源,用于宽带天线技术研究。充电系统采用24 V锂电池逆变倍压产生几十kV的交流高压,给脉冲功率系统供电。10级Marx发生器设计为同轴结构,最大输出电压200 kV,整个Marx发生器尺寸为ф150 mm×550 mm。Marx发生器产生的脉冲经过辐射系统,最后通过螺旋天线辐射出去。     

HEMP 传导型防护模块测试系统的设计与实现

依据GJB 3622-1999 标准,针对高空核电磁脉冲(HEMP)传导型防护模块的测试需求,设计了一套线-地脉冲电流耦合注入测试系统,完成了高空核电磁脉冲的产生、测量系统的搭建和射频EMP 保护器的测试。该系统脉冲上升沿tr ≤10 ns,脉冲半宽度500 ns≤ thw ≤550 ns,设计指标完全符合GJB 3622-1999 标准的要求。为测试方便,设计脉冲发生器中的高压源在0 ~50 kV 范围内人工调节,并实现了油绝缘火花隙开关遥控放电。测试系统采用电流探头(罗氏线圈)、电压探头、数字存储示波器等设备进行电流和电压的采集,利用所测数据计算出被测防护模块的电流抑制比(SEI),从而完成对传导型防护模块的性能测试以及毁伤阈值测试。本测试系统性能稳定,可靠性高,测试数据准确可靠,目前已经在工程实践中得到了广泛应用,取得了很好的效果。     

Design and performance analysis of double-gate MOSFET over single-gate MOSFET for RF switch

In this paper, we have designed a double-gate MOSFET and compared its performance parameters with the single-gate MOSFET as RF CMOS switch, particularly the double-pole four-throw (DP4T) switch, for the wireless telecommunication systems. A double-gate radio-frequency complementary metal-oxide-semiconductor (DG RF CMOS) switch operating at the frequency of microwave range is investigated. This RF switch is capable to select the data streams from antennas for both the transmitting and receiving processes. We emphasize on the basics of the circuit elements (such as drain current, threshold voltage, resonant frequency, resistances at switch ON condition, capacitances, and switching speed) required for the integrated circuit of the radio frequency sub-system of the DG RF CMOS switch and the role of these basic circuit elements are also discussed. These properties presented in the switches due to the double-gate MOSFET and single-gate MOSFET have been discussed.     

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。     

CO2激光器高压高频充电电源的应用研究

为改善现有CO2激光器工频充电电源体积、重量大、充电精度低等缺点,开展高频高压充电电源的研究,研制一台采用全桥逆变结构和串联谐振软开关电路、输出电压36 kV、输出平均充电功率为10 kJ／s的高频高压充电电源。该电源系统采用三相380 VAC作为供电系统,大功率智能功率模块（IPM）作为全桥逆变电路,逆变交流信号经串联谐振电路及高频脉冲变压器得到高压脉冲信号,高压脉冲经整流给负载电容充电;同时,电源应用电压、电流双闭环控制系统,输出电压、电流经采样及放大反馈到电源控制芯片SG3525,SG3525通过判断反馈信号的大小控制输出PWM驱动信号的占空比。实验结果表明：电源输出电压36 kV,输出平均功率为10.8 kJ／s,充电效率为0.82,电源纹波系数为1％。电源系统保证了激光器稳定工作在30 Hz条件下。     

固态调制开关设计与实验

随着半导体器件研制及其应用的发展,使得以大功率半导体开关器件作为固态的调制开关,在高压脉冲调制器中的应用越来越多。基于模块化设计的思想,设计了基于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)串联的固态调制开关模块,并讨论了该模块的技术难点,同时通过实验验证了单个固态调制开关模块的性能,在此基础上,进行两个固态调制开关模块串联的实验,进一步验证了其性能,并给出了实验波形。     

基于DE150的高速大电流窄脉宽半导体激光电源

总结了一种基于射频MOSFET管的高速大电流窄脉宽半导体激光驱动源设计方法,运用PSpice对整个驱动电路进行了仿真,最后利用DE150-201N09A MOSFET管制作了面积为12cm2的电路板,测试结果表明半导体激光器输出电流脉宽10ns左右、上升时间4ns,最大脉冲电流27A,最高重复频率可达50 kHz。     

一种基于MMIC技术的S波段GaAs单刀单掷开关

射频开关作为一个系统的重要组成部分其性能直接影响整个系统的指标和功能。其中插入损耗和隔离度以及开关速度是射频开关最重要的几个指标。在实际测试中,S波段脉冲信号源需要产生快前沿的窄脉冲信号。在此基于上述需求,利用了射频开关模块设计的基本原理,并结合了PCB上微带线的特性阻抗分析,且设计了合适的开关驱动电路,最终设计出一种高隔离度,低插入损耗,高速射频开关,开关控制电压为（0,-5V）。在频率2～4GHz的条件下,插入损耗小于1．7dB,隔离度大于48dB,结果满足设计要求。