DSRD结构和电路原理解析

典型DSRD结构如图4-89所示，与普通功率二极管相似，为P^＋NN＋结构。

图4-89 DSRD的结构示意图

DSRD脉冲发生器最简单有效的电路如图4-90所示，其电路工作的电流电压波形如图4-91所示。

图4-90 DSRD对称并联LC电路

图4-91 并联LC电路的电压电流工作波形(www.xing528.com)

电路工作原理如下：开始电容C₁和C₂按图4-90所示的极性充电，开关S₁和S₂处在关断状态。当S₁闭合后，C₁通过电感L₁和DSRD放电。DSRD的阻抗很小，在C₁、S₁、L₁和DSRD组成的回路里形成了电流振荡。振荡的半周期不超过数百纳秒，而载流子寿命约有数十微秒甚至更长。因此，第一个半周期（τ_＋）内，抽运的空穴电子对数量等于流过二极管的电荷量。在第二个半周期，电流改变方向，由于存在空穴电子对，二极管仍保持导通状态。如果当I₁降低至0的时候，S₂恰好导通，那么C₂的放电电流I₂与L₁C₁回路的电流I₁一起反向流入DSRD。经过τ-时间后，电流达到峰值，τ_-期间的回抽的电荷量与τ_＋期间抽运的电荷量相等，DSRD在1～2ns内急剧关断。此时，起初存储在电容中的能量聚集在电感中，电感电流达到峰值。DSRD关断后，电流只能转向负载R₁，形成高压脉冲，DSRD的关断过程即是脉冲前沿的形成过程。

形成脉冲半宽高为

τ_fwhm＝L／R₁

式中，L为L₁、L₂的并联值。

峰值负载电压为

U_lm＝R₁·（I_DSRD）

这个值比初始电容电压大10倍以上。脉冲的总延迟等于LC电路振荡周期的3／4，大概有数百纳秒。延迟的稳定性由LC电路决定。众所周知，LC电路的稳定性可达到10^-4s，因此脉冲抖动小于100ps。当C₁和C₂用同一电源供电时，电源的稳定性不影响DSRD切断电流的瞬态过程，注入、抽取的电流之比与电压无关。电路中，开关S₁和S₂可以采用场效应晶体管、晶体管、闸流管、负阻晶体管，或者DSRT。