Design of high-repetition frequency gating circuit for cathode of image intensifier

Abstract

就距离选通技术对阴极选通信号要求重复频率高、边沿速度快、脉冲宽度小，提出了一种利用分阶段、多级加速工作的阴极高重频选通电路。通过将RC电路与高速门电路组合构成的时间偏置电路单元相互级联产生不同时序的逻辑脉冲，分别控制中间级驱动金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)产生3个阶段性的驱动信号，中间级驱动的输出作为输出级MOSFET的栅极输入，控制其通断过程的加速与保持。利用软件仿真以及板级测试的方式进行了验证，试验结果表明，提出的选通电路可将输出脉冲的边沿时间由μs级提升至2 ns，可提供+50 V/−200 V的阴极关闭/开启电压，实现0～350 kHz的重复频率，0～100%的占空比，3.7 ns的最小脉冲宽度，脉冲输出延时时间抖动在0.1 ns左右。对于提升高速高压选通电源的最小脉冲宽度性能、最高工作重复频率以及降低器件功率损耗具有重要的指导意义。