基于SI-GaAs材料的新型脉冲压缩二极管

作者：屈光辉; 汪雅馨; 赵岚; 徐鸣; 贾婉丽; 马丽; 纪卫莉

来源：强激光与粒子束, 2021, 33(10): 130-136.

• SI-GaAs
• 脉冲压缩二极管
• 重复频率
• 脉冲功率源

针对快前沿高重频脉冲的应用需求,设计并研制了一种基于半绝缘砷化镓(SI-GaAs)材料的新型脉冲压缩二极管,通过实验对其压缩性能和重频运行能力进行了测试。实验结果表明,利用此开关能够将前级脉冲的上升沿压缩约270倍和脉宽压缩14倍;并在50Ω负载上,获得脉冲幅度1.3 kV、上升沿约1.6 ns、脉宽40.59 ns的电脉冲,重复频率达1 kHz,总计运行47 min,触发约两百万次。为研究脉冲压缩二极管的工作原理,对其静态伏安特性进行测试。分析认为,在电压初步加载阶段,SI-GaAs材料内的电场增强型的俘获与离化机制导致耐压增强,二极管在实验过程中出现延迟击穿现象;逆向偶极畴效应产生牵引机制,引发快速上升的位移电流,进而导致反偏结雪崩击穿,二极管表现出瞬间负阻特性,在负载上输出高压纳秒电脉冲。新型脉冲压缩二极管无外加触发快脉冲的前级器件,自身可以维持一定时间的强烈雪崩击穿状态,因此具有体积小、生产成本低的优点,可用于制作小型化高重频的纳秒脉冲功率源。

• 单位
  西安理工大学