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场效应管高压宽脉宽双快沿脉冲源技术研究

王欣  
【摘要】:本文着重研究基于高压场效应管的低晃动、宽脉宽、快前沿及快后沿的高压快脉冲源。对高压快脉冲源的两个研究方向电真空器件和固体器件主要开关元件如氢闸流管、雪崩管、高压功率场效应管进行了深入调研,对其开关原理和开关特性进行了综合分析研究,着重对提高大功率高压场效应管开关速度的栅极驱动及特殊的“过”驱动方法开展研究,对基于上述三种开关元件的宽脉宽双快沿脉冲源方案进行设计与比较,确定采用高压MOSFET为主开关元件的技术方案,并对其电路进行设计。根据原理框图及电路,对基于MOSFET的宽脉宽双快沿脉冲源电路中的各单元电路进行了理论分析和计算,运用ORCAD Pspice软件对电路仿真,着重分析并验证高压MOSFET单管、多管级联及驱动理论,以提高脉冲源的前后沿的方法措施,达到电路的优化设计。实验主要测量分析了多种高压场效应管栅极驱动电路,得到了最佳驱动,确定由高压雪崩管及脉冲变压器组成的特殊大电流“过驱动”电路来驱动功率MOSFET级联电路,实验产生了幅度大于4kV、前后沿均为5ns以下、晃动低于2ns、脉宽大于0.5μs的高压快脉冲。


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