雪崩三极管因其快速性、高重复频率等特点被广泛应用于纳秒脉冲发生器。为了提高输出电压，常采用多管串联Marx电路。采用二极管代替传统多管串联Marx电路中的部分限流电阻以减少能量损耗，加快充电速度，提高重复频率，并分析了主电容和限流电阻对输出脉冲幅值和频率的影响。通过雪崩三极管的单管击穿实验，单个三极管的导通内阻最小约为2.5 Ω，多管串联Marx电路中的等效内阻使负载侧的输出电压降低，故采用多路Marx并联电路以提高输出电压幅值。通过改变Marx并联模块数量，研究了电路等效内阻对输出脉冲的影响；通过改变负载电阻值，验证了Marx并联电路在小负载下升压效果更佳。实验结果表明，通过相同的4路Marx并联电路进行放电实验，在50 Ω负载侧输出上升沿为3.4 ns、幅值为2.5 kV、可在15 kHz下稳定工作的脉冲。

雪崩三极管是一种比较理想的、同时具有快速响应和高峰值功率的器件, 可以很方便地产生具有ns或亚ns上升前沿的高功率脉冲。研制了三种不同电路构型的雪崩三极管脉冲源, 对比了不同级数情况下的电路输出性能, 并考察了不同电缆长度对脉冲输出的影响, 其中电缆储能电路的电压脉冲可以分为0.4 ns快上升以及缓慢上升的阶段, 而电容储能电路的电压脉冲只有0.4 ns的快上升阶段, 表明电缆中存在的波过程对雪崩导通过程的建立有较大影响, 进而影响电路输出性能。

选用雪崩三极管作为开关器件，详细讨论了设计和优化Marx电路的方法；将Marx电路进行模块化改进，设计了一种新型四路同步叠加立体结构，并得出了叠加倍数与模块数量的理论关系式。最终，利用+300 V直流电源供电，通过四路输出幅值为-2.6 kV的Marx模块叠加，在50 Ω阻性负载上得到了幅值-5.0 kV、半高脉宽5.3 ns、脉冲能量约2.0 mJ的高斯型脉冲，时延抖动小于100 ps，重复频率达10 kHz，叠加效率达96.2%。调节直流偏置电压为200~300 V，并配合模块数量的增减，可调节脉冲幅值为1.6~5.0 kV。

针对采用注入法进行电磁脉冲效应实验对高性能小型化电磁脉冲源的需求，设计了一种基于雪崩三极管开关的MARX结构的紧凑型脉冲发生电路。分析了雪崩管开关和脉冲发生电路的工作原理，给出了触发电路与主电路设计方法以及元件参数选取方法，并设计了十级单极性和双极性的脉冲发生电路，能产生前沿为ns级、峰值上kV的快沿双指数脉冲，并具有较高的稳定度以及高重复频率。

对于探地雷达,脉冲源的功率和稳定度直接影响其作用距离和探测精度,对目标成像时进行相干积累有着重要意义.采用雪崩三极管设计的全固态脉冲源具有很高的稳定度指标,但输出功率较低,使用Marx电路可以提高其输出峰值电压幅度.梳状PCB(印刷电路板)电路是一种结构紧凑具有自相似性的电路形式,有利于进一步提高脉冲源的稳定度指标,也有利于脉冲源的小型化设计.根据某探地雷达要求,采用梳状PCB电路形式,实现了12级Marx电路的脉冲源,采用欠电荷法对脉冲波形进行了优化设计,其输出峰值电压大于400V(50 Ω负载),脉冲宽度为600 ps,重复频率大于25 kHz;并且具有良好的时基稳定度和波形稳定度,脉冲宽带抖动小于1%,峰值抖动小于1%.