一种产生高频电压脉冲包器件、电路及其驱动方法

摘要：

本发明公开了一种产生高频电压脉冲包器件、电路及其驱动方法，属于脉冲功率技术领域，包括：光导开关模块，光导开关模块与高电压源端电连接；光导开关模块包括光导开关和固定在光导开关上的金属线圈，光导开光响应于激光脉冲和高压信号，产生电压脉冲，金属线圈感应出感生电动势，产生一组电压脉冲包。本发明能够通过控制光导开关的输出波形来控制金属线圈的输出波形，容易在更短时间内输出一定幅度的电压脉冲。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN202311279854.3

申请日期：2023-09-28

公开/公告号：CN117526903A

公开/公告日：2024-02-06

主分类号：H03K3/57(2006.01)

申请/专利权人:西安电子科技大学

发明/设计人:林舟洋;王雨田;张玉明;郭辉

主申请人地址:710071 陕西省西安市太白南路2号

专利代理机构:西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人:万艳艳

国别省市代码:陕西;61

权利要求：

1.一种产生高频电压脉冲包器件，其特征在于，包括： 光导开关模块，所述光导开关模块电连接高电压源端；所述光导开关模块包括光导开关和固定在所述光导开关上的金属线圈，所述光导开光响应于激光脉冲和所述高电压源端产生的高压信号，产生电压脉冲，所述金属线圈感应出感生电动势，产生电压脉冲包。 2.根据权利要求1所述的产生高频电压脉冲包器件，其特征在于，所述光导开关包括： 衬底； 第一电极，位于所述衬底的第一侧面； 第二电极，位于所述衬底的第二侧面，其中，所述第一侧面和所述第二侧面为相互对立的侧面； 第一空心金属柱，与所述第一电极固定连接； 第二空心金属柱，与所述第二电极固定连接；其中，所述第一空心金属柱与所述第二空心金属柱均垂直于所述衬底。 3.根据权利要求2所述的产生高频电压脉冲包电路，其特征在于，沿垂直于所述衬底的方向，所述第一电极的投影与所述第二电极的投影不重叠。 4.根据权利要求2所述的产生高频电压脉冲包电路，其特征在于，沿垂直于所述衬底的方向，所述第一电极的投影面积大于所述第二电极的投影面积； 所述第一空心金属柱的内径大于所述第二空心金属柱的内径，且所述第一空金属柱的内径大于等于激光脉冲的光斑直径。 5.根据权利要求2所述的产生高频电压脉冲包器件，其特征在于，沿垂直于所述衬底的方向，所述第一电极的形状为圆形，多个所述第一电极呈环状排布； 沿垂直于所述衬底的方向，所述第二电极的形状为圆形，多个所述第二电极呈环状排布。 6.根据权利要求2所述的产生高频电压脉冲包器件，其特征在于，所述衬底为高纯半绝缘碳化硅、钒掺杂半绝缘碳化硅或非故意掺杂半绝缘碳化硅。 7.根据权利要求1所述的产生高频电压脉冲包器件，其特征在于，所述光导开关与所述金属线圈通过封装管壳固定连接，所述封装管壳设置于所述光导开关的外围，所述金属线圈环绕于所述封装管壳外围。 8.一种产生高频电压脉冲包电路，其特征在于，包括： 高电压源端，用于产生高压信号； 保护电阻、电容和负载电阻；其中， 所述高电压源端的第一端与所述保护电阻的第一端电连接，所述高电压源端的第二端与第一节点电连接，所述保护电阻的第二端与第二节点电连接，所述光导开关的第一端与第二节点电连接，所述光导开关的第二端与所述负载电阻的第一端电连接，所述负载电阻的第二端与第一节点电连接，所述电容的第一端与第一节点电连接，所述电容的第二端与第二节点电连接，所述保护电阻的第一端与电容的第一端电连接，所述保护电阻的第二端与电容的第二端电连接。 9.一种产生高频电压脉冲包电路的驱动方法，其特征在于，包括： 激光脉冲光源发射激光脉冲，所述激光脉冲的光斑直接照射到第一空心金属柱的空心位置，并垂直照射到衬底上； 光导开关模块的第一电极和第二电极接收到高电压源端的高压信号，并响应于所述激光脉冲，所述光导开关导通，输出电压脉冲，金属线圈输出电压脉冲包。 10.根据权利要求9所述的产生高频电压脉冲包电路的驱动方法，其特征在于，所述光导开关输出的电压脉冲与所述金属线圈输出的电压脉冲包同步响应。