湖南师范大学物理与电子科学学院, 湖南长沙 410081
忆阻理论的提出极大地推进了混沌系统的发展, 丰富了混沌电路的动力学行为。运算放大器因其强大的信号处理能力, 成为忆阻器电路模型的重要组成部分。本文基于低功耗差分对构建了一种极简化的运算放大器, 该运算放大器将所需晶体管数目减少至 2个; 以此运算放大器为基础, 设计了新型二阶磁控忆阻器的模拟等效电路模型和硬件实验电路。结果表明: 激励信号频率增加, 斜“8”字形紧磁滞回线的旁瓣面积减小; 激励信号幅度增加, 斜“8”字形紧磁滞回线的旁瓣面积增加。电路仿真结果与硬件电路实验结果验证了新型磁控忆阻器模型的有效性与设计方法的正确性。
低功耗差分对 新型二阶磁控忆阻器简化模型 磁滞回线 low power differential pair simplified model of new second-order magnetron con hysteresis loop 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(10): 1271
1 贵州工程应用技术学院理学院, 毕节 551700
2 贵州大学大数据与信息工程学院, 贵州省电子复合材料重点实验室, 贵阳 550025
采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了BiFe1-xZnxO3(BFZO)(x=0、2%、4%、6%)(摩尔分数)薄膜, 并系统研究了Zn掺杂对BiFeO3(BFO)薄膜结构、表面形貌、漏电流密度、铁电及铁磁性能的影响。XRD图谱显示, 所有样品均为钙钛矿结构, 无其他杂质相引入。扫描电子显微镜(SEM)测试表明, 当Zn掺杂量(x)为4%时, BFZO薄膜表现出均匀的细晶粒和更高的密度, 有助于改善漏电流密度。漏电流密度曲线表明, 在300 kV/cm的电场下, BiFe0.96Zn0.04O3薄膜的漏电流密度(J)最低为1.56×10-6 A/cm2, 比纯BFO薄膜的低3个数量级。同时, BiFe0.96Zn0.04O3薄膜在室温下表现出较大的剩余极化(2Pr=20.91 μC/cm2), 是BFO(2Pr=4.96 μC/cm2)的4倍多。此外, Zn掺杂也增强了BFO薄膜的铁磁性能, 随着Zn掺杂浓度的提高, BFZO薄膜的饱和磁化强度显著增强, 使BiFeO3薄膜在信息存储方面存在潜在的应用价值。
溶胶-凝胶法 漏电流密度 剩余极化强度 磁滞回线 多铁性能 Zn掺杂 BiFeO3 BiFeO3 sol-gel method leakage current density remnant polarization hysteresis loop multiferroic property Zn-doping
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
磁开关是磁脉冲压缩系统的关键部分，磁开关的磁芯性能参数直接影响到磁脉冲压缩系统的总体性能。针对磁脉冲压缩系统中磁开关磁芯应用特性，设计了回路振荡法对磁芯动态磁特性进行测量。通过测量磁开关工作电压和电流参数，计算磁芯的动态磁滞回线，确定饱和磁感应强度、矫顽力等动态参数。基于实验测量参数建立了包含动态磁滞回线的磁脉冲压缩电路模型，研究了磁开关动态特性对电压传递的影响。根据研究结果可得，在磁脉冲压缩系统设计中选择矫顽力较小的磁芯，可降低磁开关的能量损耗，从而保证系统具有较高的电压传递效率。
磁开关 动态磁滞回线 铁氧体 magnetic switch dynamic hysteresis loop ferrite 强激光与粒子束
2017, 29(10): 105001
国防科学技术大学 光电科学与工程学院， 长沙 410073
使用矩形截面磁芯研制了一台磁开关作为脉冲驱动源的主开关，并利用电容器放电法对磁芯不同位置处的磁滞回线进行了测量。结果表明，短边和长边测量得到的磁滞回线均能够适应磁开关需求，不同的励磁位置对磁滞回线形状的影响有限。设计了基于该磁芯的磁开关，使用PSpice软件进行了数值模拟，结果与理论分析相一致。结合卷绕型带状脉冲形成线，对磁开关作为脉冲驱动源主开关进行了实验研究。结果表明研制的磁开关实现了主开关功能，在1.1 Ω的低阻抗负载上获得了峰值电压9 V、上升沿80 ns、脉冲半高宽230 ns的准方波脉冲输出。
脉冲功率技术 磁开关 主开关 磁滞回线 固态脉冲驱动源 pulsed power technology magnetic switch discharge switch B-H curve solid-state accelerator
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
从理论上分析了激磁电感对直线变压器驱动源输出脉冲波形顶降的影响, 使用Pspice软件对理论计算结果进行了模拟验证。理论计算和模拟分析的结果均表明：激磁电感越小, 输出脉冲波形的顶降越明显。设计了50 A的偏磁电路并进行了实验, 在重复频率为20 Hz时直线变压器驱动源工作稳定, 输出脉冲波形前沿约35 ns, 平顶约130 ns, 幅值约125 kV。与未加偏磁电路的实验结果相比, 顶降明显减小(小于5%), 实验结果与理论计算和模拟分析结果基本一致。
激磁电感 直线变压器驱动源 顶降 磁滞回线 magnetizing inductance linear transformer driver waveform drop hysteresis loop 强激光与粒子束
2010, 22(12): 3062
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 长沙 410073
分析了磁开关的工作原理及其工作过程进行了分析, 推导了磁开关磁芯体积公式, 给出了多级磁脉冲压缩电路所需的条件, 使用Pspice对磁开关的工作过程进行了模拟。根据理论分析和数值模拟的结果, 设计了一台10 kV级, 压缩比为8.3的磁开关, 并在实验中将10 kV, 9.2 μs的脉冲压缩为10 kV, 1.3 μs的脉冲。针对该实验平台设计了一种便捷的磁芯动态磁滞回线测试方法, 运用该方法不需搭建测试平台, 直接在单级磁脉冲压缩电路平台上即可完成磁芯参数的测量和磁滞回线的绘制。
脉冲功率技术 磁开关 脉冲压缩 动态磁滞回线 pulsed power technology magnetic switch pulse compression dynamic hysteresis loop
1 中国科学院 电工研究所,北京 100190
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
3 天津工程师范学院,天津 300222
设计并制作了基于没有附加磁芯复位电路的单级、双级磁脉冲压缩系统电路,用于测试Ni-Zn铁氧体磁芯在μs及亚μs级脉冲激励下的动态磁特性。磁芯的磁滞回线由测量到的磁开关两端电压和电流数据经计算得到,由磁滞回线可知磁芯在μs及亚μs级脉冲激励下的各种特性参数如饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矩形比、磁通密度跳变、矫顽力、饱和磁场强度及单位体积材料磁滞损耗;通过比较两块磁芯在μs及亚μs级脉冲激励下的各种动态磁特性参数可知:两块磁芯随激励脉冲宽度变窄磁芯磁性能有不同程度的下降,亚μs级脉冲激励下的矫顽力和单位体积材料磁滞损耗都比μs级脉冲激励下增大约3倍;饱和磁感应强度小、剩余磁感应强度大的Ni-Zn铁氧体磁芯动态磁特性性能优异,适合用于更窄脉冲的压缩电路中。
脉冲功率 磁脉冲压缩 磁开关 软磁材料 磁滞回线 pulsed power magnetic pulse compression magnetic switch soft magnetic material hysteresis loop
磁开关压缩脉冲过程中,磁芯磁参数需历经非饱和与饱和两个阶段,磁滞回线变化经历半个周期,通过测量这一变化过程中通过磁开关绕组的电流和磁通量变化率,可以计算出磁芯的磁滞回线,确定饱和磁通密度、剩磁等动态参数.讨论了基于高电压放电和脉冲压缩方法测量磁芯动态参数的原理,给出了测试装置的电路原理和电路元件参数的选择方法,测量了大型磁开关磁芯快脉冲条件下的电参数,计算了相关的磁参数,给出了实验结果.
磁开关 磁滞回线 饱和磁通密度 剩磁 磁脉冲压缩法 Magnetic switch B-H curve Saturated magnetic flux density Residual magnetism Magnetic pulse compressor 强激光与粒子束
2004, 16(10): 1345
