半导体断路开关

半导体断路开关(SemiconductorOpeningSwitch，简称SOS)是一种脉冲功率断路开关,它具有大电流、高电压、高di/dt、长寿命和高重复频率等特点。半导体断路开关是一种具有p+-p-n-n+结构的二极管，SOS开关技术及其在脉冲功率源中有广泛的应用。

主要参数

1、截断阻抗

2、截断时间

SOS的反向泵浦电流从值的90%下降到10%的时间定为截断时间，负载的大小也会影响截断时间的长短。负载越大,SOS截断时承受的反向电压越大,加速了SOS的截断,使SOS的截断时间缩短。反之,截断时间变长。

3、电压增益

电压增益定义为输出峰值电压和泵浦电压之比。

4、输出脉冲的半高宽

5、能量传递效率

负载上所获得的能量与SOS电流开始反向时电容C2中的储能之比为SOS的能量传递效率。

参数测试原理

先将储能电容C1充电到规定电压,触发气体开关S1导通,电容C1,C2,电感L+及SOS组成谐振回路,为SOS提供正向泵浦电流,并将电容C1存贮的能量传递到C2上,通过调整L+的大小,可以方便地改变SOS的正向泵浦时间和电流的大小;当C2的充电电压达到或接近于值时,触发气体开关S2导通,则C2,L-组成放电回路,为SOS提供反向泵浦电流。反向电流的上升率主要由C2,L-决定,通过调节L-的大小,即可改变反向泵浦时间和电流的大小。当反向电流达到或接近回路参数决定的值时,SOS开始截断,这时,电容C2的储能大部分传递到了电感L-中,随着SOS的截断,电感L-存贮的能量就释放在了负载(load)中。

特征

(1)半导体断路开关截断过程中,阻抗变化分为三个过程,即阻抗快速增长阶段,平缓变化阶段和完全截断阶段;

(2)半导体断路开关截断时间与正向泵浦时间的立方根和反向泵浦时间的乘积近似成正比。另外,负载越大,截断时间越短;

(3)电压增益随正向泵浦时间和反向泵浦时间的减小而增加,随负载的增大而增加;

(4)能量传递效率随正向泵浦时间的减小而增加,但随着反向泵浦时间的减小而下降,因此,半导体断路开关为一以损失能量传递效率而换取功率增益的器件。