發(fā)布時(shí)間：2021-08-05 07:00

　　目前,高功率超寬帶電磁脈沖技術(shù)在目標(biāo)測(cè)距、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)學(xué)等民用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,近年來(lái)隨著超寬帶沖激雷達(dá)在高功率微波武器、電子干擾等軍事領(lǐng)域的應(yīng)用潛能,對(duì)于超寬帶電磁脈沖源的研究已經(jīng)成為世界上學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn),追求脈沖源的高功率、窄脈寬、高重復(fù)頻率、小型化成為研究的主要方向。雪崩晶體三極管（Avalanche Transistor）的響應(yīng)速度快,工作電流可達(dá)幾十安培,且價(jià)格便宜、體積較小,是一種比較理想的脈沖發(fā)生器件,利用雪崩三極管可以產(chǎn)生高幅值、快前沿、低抖動(dòng)、高重頻和高穩(wěn)定性的電壓、電流脈沖,由于單只雪崩三極管產(chǎn)生的脈沖幅值有限,通常為幾百伏左右,所以通常采用多只雪崩三極管結(jié)合串聯(lián)、并聯(lián)Marx級(jí)聯(lián)等多種電路形式,從而獲得更高的脈沖幅值和輸出功率。雪崩三極管與Marx電路結(jié)合設(shè)計(jì)并研制脈沖信號(hào)源是目前文獻(xiàn)報(bào)道的主流方法。在實(shí)際應(yīng)用中,基于雪崩三極管和Marx電路的脈沖信號(hào)源大多采用單層板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),正面電路走線(xiàn)就與背面的金屬板地面相當(dāng)于一個(gè)微帶天線(xiàn),在各級(jí)雪崩管導(dǎo)通過(guò)程中,會(huì)有電磁脈沖信號(hào)向外輻射出去,盡管輻射效率較低,但由于Marx電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的峰值功率很高,耦合途徑較... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

雪崩三極管的輸出特性曲線(xiàn)[40]

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文8=(2-1)其中，是晶體管的共基極電流增益。M為雪崩倍增因子通�？杀硎緸椋�()1=1/nCECBOUBV(2-2)式中，UCE表示集-射極電壓，BVCBO表示發(fā)射極開(kāi)路時(shí)集電極與基極之間的擊穿電壓，n稱(chēng)為密勒指數(shù)，與晶體管有關(guān)（硅材料取3～4）。如圖2-1所示，BVCEO為基極開(kāi)路時(shí)集電極與發(fā)射極之間的擊穿電壓；當(dāng)UCE<BVCEO時(shí)，IB>0，三極管沒(méi)有發(fā)生雪崩，當(dāng)UCE=BVCEO時(shí)，IB=0，沒(méi)有基極電流注入，晶體管基極開(kāi)路，流經(jīng)基區(qū)的載流子與通過(guò)集電極的載流子數(shù)目相等，沒(méi)有產(chǎn)生復(fù)合，三極管剛剛出現(xiàn)雪崩效應(yīng)(如圖2-1中的虛線(xiàn))。在加有反向偏壓或基極接有電阻的情況下，繼續(xù)增加UCE電壓時(shí)，三極管工作在雪崩區(qū)，并且出現(xiàn)負(fù)阻特性[41,42]。2.1.2雪崩三極管脈沖發(fā)生電路的工作原理目前單只雪崩三極管電路所產(chǎn)生的電壓脈沖幅值只有300V左右，多數(shù)情況下不能滿(mǎn)足項(xiàng)目工程的要求。雪崩三極管可由三種方式導(dǎo)通，即觸發(fā)導(dǎo)通、過(guò)壓擊穿導(dǎo)通和快前沿電壓導(dǎo)通[43-45]，因此可以設(shè)計(jì)出多種不同形式的脈沖發(fā)生電路，而把這些電路結(jié)構(gòu)結(jié)合使用，可以進(jìn)一步提高雪崩三極管電路的輸出功率，目前比較典型的雪崩三極管脈沖發(fā)生電路主要包括雪崩三極管串并聯(lián)電路、Marx電路及脈沖截?cái)嚯娐�。圖2-2雪崩三極管串聯(lián)電路如圖2-2所示，雪崩串聯(lián)電路理論上串聯(lián)的三極管越多，負(fù)載上得到的脈沖幅值越高，但串聯(lián)電路對(duì)直流電壓源提供的偏置電壓VCC要求較高，直流電源電壓不應(yīng)低于項(xiàng)目指標(biāo)的負(fù)載電壓，且主電容C的直流耐壓水平也需要滿(mǎn)足，實(shí)際應(yīng)

第二章雪崩三極管Marx電路的基本原理及輻射效應(yīng)9用中通常需要給三極管額外并聯(lián)均壓電阻或反向并聯(lián)齊納二極管[46]。這樣所有三極管串聯(lián)的形式，如果其中一只三極管出現(xiàn)短路損壞，都會(huì)導(dǎo)致其余三極管承受的電壓升高，這樣所有三極管很容易同時(shí)損壞，所以電路穩(wěn)定性很差，不利于實(shí)際工程應(yīng)用。如圖2-3所示，單只雪崩三極管的通流能力有限，將多只雪崩三極管并聯(lián)同時(shí)向負(fù)載放電，可以增大電路的輸出電流[47]，但要使各只雪崩三極管完全同步導(dǎo)通，從而在負(fù)載上得到電流疊加后的脈沖信號(hào)，存在很大的難度，所以目前采用這種方式的脈沖發(fā)生器并不常見(jiàn)。圖2-3雪崩三極管并聯(lián)電路如圖2-4所示，脈沖截?cái)嗟姆椒ㄊ菍⒀┍廊龢O管串直接并聯(lián)于直流高壓的輸出端，再通過(guò)觸發(fā)信號(hào)的控制直接截?cái)嘀绷鞲邏�，可以得到快速的下降沿[46]。但由于過(guò)電壓導(dǎo)通時(shí)的閾值電壓控制難度大，而且分散性較大，導(dǎo)致輸出脈沖的幅值和寬度的穩(wěn)定性較低，所以近年來(lái)研究報(bào)道的并不多。圖2-4脈沖截?cái)嚯娐纺壳把┍廊龢O管的Marx級(jí)聯(lián)電路是應(yīng)用最廣泛的脈沖發(fā)生電路，因其對(duì)直流源的要求不高，能夠產(chǎn)生幅值遠(yuǎn)高于電源電壓的脈沖，且能在高重復(fù)頻率下穩(wěn)定


本文編號(hào)：3323302