用于微通道板图像增强器快速门控操作的雪崩晶体管脉冲发生器

引用

Lundy, A., Parker, J. R., Lunsford, J. S., & Martin, A. D. (1977). 用于微通道板像增强器快速门控操作的雪崩晶体管脉冲发生器。IEEE 核科学学报，NS-24，第2期。

关键词

• 雪崩晶体管
• 快速门控操作
• 微通道板像增强器 (MCPI)
• 高速摄影
• 脉冲特性
• 电路设计
• 性能与局限性
• 分压器网络

简介

本文详细介绍了用于微通道板像增强器快速门控操作的雪崩晶体管脉冲发生器的设计和性能。

摘要

本文详细介绍了用于驱动高速摄影微通道板像增强器 (MCPI) 管的雪崩晶体管脉冲发生器的设计和性能。

• MCPI 管的快门是通过在其输入间隙施加 +270 V 脉冲来实现的，该间隙通常采用 -90 V 的反向偏置。
• 由于管子成本高昂，为了防止脉冲发生器故障导致管子损坏，我们使用了储能有限的线型脉冲发生器。
• 该脉冲发生器采用串联的 2N3700 雪崩晶体管，可产生上升和下降时间小于 5 ns 的 1000 V 脉冲。
• 晶体管安装在混合基板上，以降低电路电感并缩短上升时间。
• 混频器-衰减器电路将脉冲幅度降低至 270 V，然后再施加到 MCPI 管上。
• 分压器网络提供直流工作电压并控制 MCPI 管上的瞬态电压，包括以“f-stop”为步长的可编程增益控制。
• 该系统的有效曝光时间为 15 ns，分​​辨率为 17 至 19 线对/毫米。
• 作者还讨论了开发过程中遇到的各种挑战：
• 适用于雪崩模式工作的晶体管供应有限，且缺乏关于其性能特征的可靠数据。
• 不同的偏置方案和晶体管配置存在触发稳定性问题。
• 脉冲发生器与MCPI管电容负载之间的阻抗不匹配，需要仔细选择电缆并尽量减小电感。
• MCPI管在开启和关闭过程中会出现瞬态电压尖峰，因此需要使用齐纳二极管进行保护。
• 分压器网络中电容器的可靠性问题，已通过使用经过特殊测试的高可靠性元件得到解决。
• 2N3700晶体管在大电流下产生较长脉冲时，其使用寿命有限。

来源：https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1056330/m2/1/high_res_d/5188712.pdf