大幅度超快速脈沖形成電路的研究.pdf

1、大幅度超快速脈沖形成電路技術(shù)是一項具有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù)。大幅度在本論文中指幅度在幾百伏甚至更高數(shù)量級，而超快速則指脈沖前沿或后沿在納秒甚至更小數(shù)量級。以上兩方面性能如果得不到提高，將嚴(yán)重制約各方面應(yīng)用發(fā)展。因此該技術(shù)的研究具有較重要的意義，逐漸成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點之一。受到器件特性的限制，同時滿足大幅度和超快速兩個指標(biāo)參數(shù)，對于常規(guī)電路來說，是難以實現(xiàn)的。
　　本文的工作就是圍繞大幅度超快速脈沖形成電路技術(shù)開展的，主要的研究

2、工作、結(jié)果和創(chuàng)新之處如下：
　　1)對常見高壓高速脈沖電路進(jìn)行了解分析，提出應(yīng)用雪崩晶體管擊穿特性產(chǎn)生所需脈沖波形的方案
　　相對于其他開關(guān)器件，雪崩晶體管是一種比較理想的高速開關(guān)器件，得到廣泛應(yīng)用。目前快速發(fā)展中的基于雪崩效應(yīng)的雪崩晶體管組件在短時間內(nèi)不僅能實現(xiàn)高電壓輸出，而且能實現(xiàn)高達(dá)數(shù)兆瓦(MW)量級的高功率輸出，因此選擇雪崩晶體管管作為高速開關(guān)器件，符合研究需要。
　　2)根據(jù)項目實際需要設(shè)計了手動觸發(fā)產(chǎn)生脈沖

3、的電路
　　項目要求當(dāng)摁動開關(guān)時產(chǎn)生一個符合要求的脈沖波形。據(jù)此，我們從雪崩晶體管的幾種雪崩條件中選擇觸發(fā)導(dǎo)通產(chǎn)生雪崩脈沖的方式，應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LSxxx的數(shù)字邏輯功能設(shè)計了手動控制的能防按鍵抖動的觸發(fā)電路。
　　3)提出了改良脈沖形成電路性能的方法-傳輸線負(fù)載法
　　傳輸線負(fù)載法的實質(zhì)是在傳統(tǒng)電路基礎(chǔ)上，引入傳輸線阻抗匹配以及信號反射等相關(guān)理論，從根本上改變傳統(tǒng)電容負(fù)載電路后沿產(chǎn)生機理，產(chǎn)生了幅度在百伏特量級，

4、前后沿都在納秒量級的脈沖，達(dá)到大幅度改善后沿特性的目的。目前國內(nèi)的研究中，我們沒有發(fā)現(xiàn)專門針對脈沖后沿特性提高的報道。
　　4)應(yīng)用軟件仿真手段對相關(guān)電路進(jìn)行模擬分析和實驗仿真
　　論文提出了在設(shè)計中，引入仿真軟件對電路進(jìn)行仿真的方法。大幅度超快速脈沖形成電路，涉及到高壓和高速電路，單純的數(shù)學(xué)計算工作量很大。我們通過對仿真結(jié)果的分析，對電路方案、結(jié)構(gòu)和器件參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，大大節(jié)約了成本，提高了工作效率，并為理論分析提供了依據(jù)，