RSD是在20世纪80年代末由俄罗斯阿·法·约飞物理科学研究院的I.V.Grekhov等人基于可控等离子层换流原理首先提出的。RSD是一种类晶闸管器件，但与传统晶闸管在门极附近先开通、再扩展到芯片全面积的工作过程不同，RSD是二端器件，结构中包含数万个相间排列的晶闸管和晶体管小元胞，它利用电压的短时反向在全面积上形成一层很薄的、浓度梯度很高的可控等离子层，当重新改变外加电压的极性时，RSD以“准二极管”模式实现全面积均匀同步导通。RSD独一无二的换流特性使其残余电压在前沿只有很小的突升，导通时的换流损耗与准静态损耗相比很小。RSD这种导通时损耗的绝对值和比值（换流损耗与准静态损耗之比）很小的特点，可使其极限工作频率大幅度提高。表4-1和表4-2分别列出了RSD芯片和堆体的基本特性参数。
表4-1 RSD芯片的基本特性参数
注：断态电压上升率du／dt≥1kA／μs。
表4-2 RSD堆体的基本特性参数
（续）
可见，RSD堆体具备期望中的理想脉冲功率开关的诸项特性：数万伏的高断态重复峰值电压，数十万安的高峰值电流，每微秒数至数十万安的电流上升率，微秒级高开通速度，重复频率工作不致引起热过载，长寿命等。此外，RSD还有如下优点：基于等离子体换流原理开通，无开通延时，理论上可以无限个串联，无需均压；是二端器件，易组成堆体，触发电路相对简单，易于同步开通；制作工艺与传统半导体工艺兼容，相对IGBT、SITH等器件成本要低得多。
自发明以来，俄罗斯对RSD的研究工作从未停止，他们设计并制造了一系列的RSD及基于RSD的发生器、变流器等。1996年，研制了基于RSD的铜蒸气激光器的泵浦脉冲发生器，电流脉冲前沿为40ns，重复频率为8kHz，获得了输出功率为2W的激光辐射器。1997年，研制了用于高压电容快速充电装置的RSD，电容量为0.26μF，重复频率为1kHz，充电电压达15～20kV，充电时间为25μs，装置尺寸为1m×0.7m×0.4m。1997年，研制了基于RSD的用于静电除尘的大功率发生器，峰值电压为26kV，脉宽为3.5μs，重复频率为100Hz。2000年，研制了用于大功率电感加热系统的高频RSD发生器，带恢复二极管的高频谐振发生器连接成多单元串联的逆变器，最大功率为50kW，频率为50kHz，装置尺寸为75cm×85cm×85cm，重量为130kg，效率达90％。2002年，研制了基于串联RSD的高电压开关，触发电流由并联晶体管控制电路和低功率分流电容提供，工作电压为10kV，电流为6kA，脉宽为1.5μs，器件直径为24mm，可靠工作在300Hz，能量损耗很低，温度低于55℃。2003年，研制了两套25kV的基于RSD的开关电路，在控制回路中引入了两个连续触发低功率晶体管单元，并将几个RSD封装在一个陶瓷管壳中；第一个单元电路用在电容储能的放电回路，电阻失配，可开关750μs脉宽的交流脉冲，其中第一个脉冲的正向和反向峰值电流分别为130kA和15kA；第二个单元电路用了撬棒原理，可在负载回路形成190kA、500μs的单极脉冲电流。2007年，研制了150kA、16kV的、基于串联RSD的大功率开关，利用一种基于新型半导体器件（深级晶体管）的快速动作，显著缩短了控制脉宽，可以得到最小的尺寸和磁开关的低电感，保证高的电流上升率（25kA／μs）。(www.xing528.com)
图4-2展示了俄罗斯制作的RSD开关的外观。其中图4-2a为基于PBД-В-76型RSD的微秒级重复脉冲开关，工作电压为10kV，开关频率为1kHz，该器件用在一个高功率激光器（开关电流为15kA，脉宽为30μs）中；图4-2b为基于PBД-Б-56型RSD和关断二极管集成的亚微秒级重复脉冲开关，工作电压为10kV，开关频率为500Hz，该器件用在一个工业废气净化系统（开关电流为6kA，脉宽为0.9μs）中；图4-2c为基于PBД-H-24型RSD的高频变流器，输出电压为500V，开关频率为50kHz，输出功率为50kW，该器件用在工业加热系统中。
图4-2 俄罗斯制作的RSD开关外观
a）PBД-В-76 b）PBД-Б-56 c）PBД-H-24
除俄罗斯外，美国、日本、韩国等国家都有对RSD应用的报道。美国军事研究实验室（Army Research Lab，ARL）对直径80mm的RSD进行了低阻抗脉冲形成网络（Pulse Forming Net，PFN）的放电测试（总电容为21mF或17mF），连接匹配负载或短接，测试峰值电流为151～221kA。韩国电工研究所（Korea Electrotechnology Research Institute，KERI）报道了基于闭合开关RSD和非线性电容的脉冲发生器，指出半导体开关不能直接用在快速高压脉冲发生装置中，因为它们的电压上升率有限，应用时需要电压放大以及脉冲压缩。
国内华中科技大学在国家自然科学基金项目（编号：50277016，50577028）的资助下，与湖北台基半导体股份有限公司联合研制，已研制出直径为76mm的单次RSD样品，所组成的堆体分别在西北核技术研究所和华中科技大学电气工程学院现场运行成功，表明器件工艺的可行性。图4-3展示了实验室制备的RSD堆体样品。
图4-3 实验室制备的RSD堆体样品
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