强激光与粒子束
2024, 36(1): 013008
1 中国科学院 高能物理研究所加速器中心，北京 100049
2 中国科学院大学 核科学与技术学院，北京 100049
加速器技术的发展，对注入引出系统的kicker脉冲电源提出了新的技术要求。注入引出系统冲击磁铁不仅要求脉冲电压高，底宽达到ns量级，还对波形的稳定性和前后残余电压有很高要求。漂移阶跃恢复二极管（DSRD）因其速度快、工作电流大等优点，在ns级脉冲电源中应用前景广泛，但其工作过程中会存在预脉冲等使脉冲波形偏离理想形态的因素。基于一种已有的DSRD脉冲电源，使用非线性传输线对脉冲进行整形，同时对脉冲的前后边沿进行锐化，缩短脉冲边沿的时间，大幅减小脉冲前后的残余电压，提高电源的性能。完成了一台电源样机的设计和实验，实验结果表明，该样机在50 Ω负载上产生的脉冲幅值约10 kV，前后边沿时间（10%~90%）约2 ns，底宽（3%~3%）小于8 ns。
带状线冲击器 纳秒脉冲电源 漂移阶跃恢复二极管 非线性传输线 strip-line kicker nano-second pulser DSRD non-linear transmission line 强激光与粒子束
2023, 35(10): 105002
光子学报
2022, 51(10): 1025001
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
漂移阶跃恢复二极管(DSRD)一般应用于超宽带脉冲信号源, 可以将纳秒级高压脉冲换向负载, 这对于输出脉冲的上升前沿有很高的要求。文章提出了一种具有基区变掺杂的新型宽禁带材料漂移阶跃恢复二极管, 将传统的基区掺杂变为阶梯式的浓度分布, 基区内形成由浓度差导致的内建电场, 该内建电场在DSRD放电回路反向泵浦阶段调节载流子分布, 并加速载流子抽取。利用Sentaurus TCAD进行了器件电路联合仿真。结果表明, 在具有相同峰值的电压情况下, 新结构器件的正向注入结束时空穴最大速度较传统结构提升了29%, 电压上升率为19.7 kV/ns, 较传统结构(15.8 kV/ns)提升了25%。新结构使反向泵浦阶段的时间降低, 输出的电压脉冲前沿的上升率更大, 且工艺流程只需调节外延时的气体剂量, 工艺上可实现。
漂移阶跃恢复二极管 泵浦电路 碳化硅 内建电场 变掺杂 drift step recovery diode pump circuit silicon carbide built-in electric field variable doping
强激光与粒子束
2020, 32(10): 105002
强激光与粒子束
2020, 32(2): 025020
介绍了新型半导体开关漂移阶跃恢复二极管(DSRD)的工作原理和特性，总结了基于半导体开关器件的脉冲源的发展现状及应用。基于DSRD的等效模型，建立了其正反向泵浦电路的仿真模型，按照输出电压参数的要求，对主储能电感、初级储能电感的取值进行了仿真计算分析，并得到了主回路各元件参数的最优值。通过仿真分析了MOSFET漏源端寄生电容与限压并联电容对输出参数的影响，得到了限压并联电容最优值为0.2 nF，通过计算与仿真得到隔直电容的最优值为100 pF。研制了一款可连续输出的脉冲功率源，其重复频率为1 MHz，脉冲前沿等于680 ps(20%~90%)，电压幅值2 kV，半高宽1.5 ns。
漂移阶跃恢复二极管 泵浦电路 亚纳秒 高重频 drift step recovery diode pumping circuit sub-nanosecond high frequency 强激光与粒子束
2018, 30(9): 095005
1 中国科学院 电子学研究所,北京 100190
2 中国科学院 研究生院,北京100190
3 中国科学院 空间科学与应用研究中心,北京100190
在概述高功率半导体开关漂移阶跃恢复二极管(DSRD)的性能特点、工作原理的基础上,详细阐述了其快恢复物理特性的机理,并论证了快恢复过程需满足的条件。结合DSRD快速关断特性与电容电感储能特性,通过复杂可编程逻辑器件产生外触发时序控制信号,设计了一款质量轻(小于1.5 kg)、体积小(13 cm×9 cm×8 cm )、性能稳定可靠(抖动小于1%)的高压窄脉冲超宽带雷达发射机。实验结果表明,单管电路所产生的脉冲幅度可达1 kV,半脉宽小于10 ns,重复频率高于10 kHz,可应用于超宽带无载波脉冲探地雷达系统中。
超宽带 探地雷达 高功率脉冲源 漂移阶跃恢复二极管 ultra-wideband ground penetrating radar high power pulser drift step recovery diodes 强激光与粒子束
2009, 21(12): 1854
