双极结型晶体管(BJT)在放大、振荡、开关等应用中,都需要避免因电压过高而发生击穿.然而,在不损坏开关管的前提下,BJT的雪崩击穿状态也具有很好的应用价值,因为BJT的集电极与发射极之间的雪崩击穿过程具有快导通,快恢复,高稳定性等优点,适合作为小型Marx脉冲功率发生系统自击穿开关.以型号为C1815的BJT进行击穿特性测试实验,实验结果显示,在其基极与发射极短路时,得到的雪崩击穿电压最高,为175V.将该种型号的BJT作为开关接入五级Marx发生器中,通过BJT集电结的反向击穿和恢复来控制Marx发生器的放电和充电.初步试验显示,在单层Marx发生器中,电路可实现输出电压峰值为680V,脉宽小于50ns,脉冲上升沿5ns,工作频率数千赫兹内可调的脉冲输出能力,能满足环保和生物医学等领域对小型Marx脉冲功率发生系统的要求.在双层Marx发生器中,通过控制两路脉冲的触发时间,可分别对地输出近700V正负极性的脉冲,脉冲极性依据需要进行切换;在倍压的情况下,可输出大约1200V的峰值电压;若以8个BJT串联作为负载,在倍压的情况下,更可获得十纳秒左右脉宽的窄脉冲,具有很好的应用前景.
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