Высоковольтный наносекундный импульс

[кустомер]

Продолжение опытов.

Я выяснил, что лавинный процесс в транзисторах возникает только при очень большой скорости нарастания коллекторного напряжения. Я попытался инициировать это разрядником. Схема см. ниже.

Получилось впечатляюще. С разрядником Epcos длительность импульса получилась 5-7 нС, амплитуда около 400 В.
Попробовал еще "беспородные" разрядники, отпаянные от платки видеоусилителя на кинескопе монитора.
Похожи на керамические дисковые толстенькие высоковольтные конденсаторы. В таком же компаунде, обозначение "1kV". Я так и думал, что кондёр. Потом увидел обозначение на плате.
Не знаю, что внутри и на каком они принципе, но работают исключительно быстро. Пробиваются от 2 kV, и с ними выходной импульс получился 2 нС, 800V.

Вроде бы то, что надо, но с разрядниками импульс получился какой-то нестабильный, все время колышащийся, видимо разряд в разрядниках флуктуирует.
Или это нестабильность транзистора, не выяснил пока.
Но для измерительных целей такое качество сигнала неподходяще.

Из всех разрядников "чище" всего работали Epcos. Наиболее качественны.


Представление продолжается...

[кустомер]

Итак, первый вариант установки собран и заработал.
Общая схема - по замыслу из поста #69. Киловольтный импульс генерируется схемой Маркса на лавинных транзисторах.
Пришлось отлаживать больше, чем ожидалось: из пяти ступеней некоторые почему-то не включались. Навешал в эмпирических местах маленьких (единицы пик) конденсаторов - стали включаться, но, похоже поочередно, с задержками, что ухудшило общую крутизну нарастающего фронта.
Буду еще проверять схему с постоянкой 1000V, получаемой при помощи простого диодного умножителя.
Если кто будет повторять схему Маркса, имейте ввиду, что с ней возможны непонятные заморочки, как выше. (Поджигать надо очень резким импульсом на базу первого транзистора. Тогда остальные входят в лавинный режим.)
Проверял лавинные транзисторы в этой схеме в течение недели непрерывной работы. Никакой деградации и изменения параметров импульса не замечено.

В цепи катода - диод на закрытие. Как я выяснил, диод без прямого тока закрыт сразу. Его надо подпитать небольшим прямым током, тогда он останется открыт какое-то время, а потом закроется. Причем, чем больше был прямой ток, тем дольше будет открытое состояние. Так что можно регулировать.
У меня, для нескольких наносекунд прямая подпитке оказалась в районе 200 мкА.

В сумме получилось всё, как задумано: генератор Маркса выдает быстрый и мощный открывающий импульс, трубка открывается, а через несколько наносекунд током катода закрывается диод в цепи катода, включенный встречно. Это очень хорошее решение, поскольку при оторванном катоде реальный ток (эмиссия) идти не может, и всяческие звоны, возбуждаемые на резких фронтах, становятся пофиг.

Проверка по замеру рентгеновского импульса показала, что это действительно так. Задний фронт оказался несколько короче 3 нС. Человек, с которым мы меряли, сказал, что видит подобное впервые.

Осталась задача освободиться от помех, летящих "по воздуху" на ФЭУ и все чувствительные входы измерителей от таких резких импульсов, но это уже другая проблема.
А эту тему можно считать решенной.

Всем советовавшим - большое спасибо! Особенно, уважаемому IGKo, в обсуждении с которым родились наилучшие идеи.

С уважением ко всем,
кустомер.