4-65  高功率半导体开关DSRD的物理特性及应用

梁勤金  石小燕  冯仕云

超宽带(UWB)脉冲具有反隐身和较强抗干扰能力，因其在目标识别与探测、高分辨率成像中而显出的优点成为国内外多年来研究的热门课题。如何使设计的超宽带脉冲源具有输出功率大、体积小、重量轻、长寿命、高可靠等优点，成为其重要的研究方向和研究内容。在超宽带脉冲源中，产生从皮秒到纳秒超宽带脉冲的关键电子元件是开关。半导体开关具有体积小、重量轻、长寿命、高可靠等特点。目前快速发展中的基于雪崩效应的雪崩晶体管组件在短时间小于10^-8s内不仅能实现几十到几百千伏的高电压输出，而且能实现兆瓦(MW)量级的高功率输出,因此这种发展中的新型高功率、高电压半导体开关DSRD在超宽带雷达中具有广泛的发展空间和应用前景。

漂移阶跃恢复二极管DSRD产生超宽带脉冲的工作原理如图1所示。

新型半导体开关DRSD可输出峰值功率达几十到百兆瓦的纳秒超宽带脉冲。这种开关的主要优点：输出功率高、长寿命、高稳定性(低抖动)、体积小、重量轻、相对简单的生产制造技术。它同时还具有重要的特性：等离子体泵浦和等离子体抽取时间周期在100~300 ns内完成高功率的产生，具有高重频特性。在等离子体抽取时间周期尾端DSRD回到初始断开状态，又为下一周期高功率脉冲的产生做好准备。