一种超宽脉冲发生器的设计.doc

一种超宽脉冲发生器的设计.doc一种超宽脉冲发生器的设计|第1
关键词:Uodulation)和正反极性调制(Antipodal Modulation),这里采用PPM调制。
从本质上看,U倍,其中M为雪崩倍增因子。
(2)由于雪崩运用时集电结加有很高的反向电压,集电结空间电荷区向基区一侧的扩展使有效基区宽度大为缩小,因而少数载流子通过基区的渡越时间大为缩短。换言之,晶体管的有效截止频率大为提高。
(3)在雪崩区内,与某一给定电压值对应的电流不是单值的。并且随电压增加可以出现电流减小的现象。也就是说,雪崩运用时晶体管集电极-发射极之间呈负阻特性。
(4)改变雪崩电容与负载电阻,所对应的输出幅度是不同的。换言之,输出脉冲与雪崩和负载电阻有关。
下面对雪崩管的动态过程进行分析。在雪崩管的动态过程中,工作点的移动相当复杂,现结合原理图形示电路(图4)进行分析(这里主要分析雪崩管Q1的工作过程,其余类同)。
在电路中近似地将雪崩管静态负载电阻认为是Rc,当基极未触发时,基极处于反偏,雪崩管截止。根据电路可列出雪崩管过程的方程为:
式中:i为通过雪崩管的总电流,ic为通过静态负载Rc的电流,ia为雪崩电流,uc(0)为电容C初始电压,R为动态负载电阻,C为雪崩电容,tA为雪崩时间。Vce为雪崩管Q1集-射极电压,Vcc为电路直接偏置电压。
从(1)式可求解出雪崩过程动态负载线方程式为:
在具体的雪崩管电路中,Rc为几千欧(),而R则为几十欧(本实验中取为51Ω),因此Rc>>R。雪崩时雪崩电流ia比静态电流ic大得多,即ia>>ic,所以i≈ia。于是(2)式可简化为:
因为0~tA这段雪崩时间很短,因此可以略去,即得
i=1/R[uc(0)-Vce] (4)
式(3)和式(4)表明雪崩状态下,动态负载线是可变的。
雪崩管在雪崩区形成负阻特性,负阻区处于Bvceo与Bvcbo之间,当电流再继续加大时,则会出现二次击穿现象,如图2所示。
图2中,电阻负载线I贯穿了两个负阻区。若加以适当的推动,工作点a会通过负阻区交点b到达c,由于雪崩管的推动能力相当强,c点通常不能被封锁,因而通过第二负阻区交点d而推向e点。工作点从a到e一共经过两个负阻区,即电压或电流信号经过两次正反馈的加速。因此,所获得的信号其电压或电流的幅度上当大,其速度也相当快。
当负载很陡时,如图2中负载线II所示,它没有与二次击穿曲线相交而直接推而饱和区,这时就不会获得二次负阻区的加速。
本文介绍的超宽带U调制。本文主要讨论Uarx发生器。这样可以增加所产生脉冲的幅度,同时还可以使脉冲的宽度变得更窄。首先,通可雪崩管的级联,使加在各级雪崩管集电极的电压递增()。而集电极电压的增大可以使雪崩管的导通内阻减小,从而缩短脉冲的上升时间tr。其次,基极注入电流Ib会随之增大,tr也将减小。另外,雪崩管的级联结构还