窄脈衝發射機主要是產生經過調製後的窄脈衝並將訊號從天線發射出去，其中關鍵的是如何產生需要的窄脈衝訊號，本文在參考探地雷達脈衝和ir-uwb產生的基礎上，根據現有的和實際的情況，選擇了適合的發射電路。
雪崩晶體三極體是可以用來產生比較高速、大功率窄脈衝的器件，它**便宜、使用方便，因此得到廣泛運用。
圖1.1 共發射極輸出特性曲線
從圖1.1中可以看出，按照電晶體的工作情況，可以把共發射極接法的輸出特性曲線分為四個區域：截止區、放大區、飽和區和擊穿區。
當發射結反向運用，集電結也反向運用時，電晶體處於截止區。
當發射結正向運用，集電結反向運用時，電晶體處於放大區。
當發射結和集電結都處於正向運用狀態時，電晶體處於飽和區。
在放大區工作時，如果將集電極和發射極間的電壓增加到一定程度，就會使集電結發生雪崩擊穿，雪崩擊穿電壓較高，一般6伏，擊穿後集電極電流急劇上公升。下面分析晶體三極體發生雪崩效應的過程。
集電結反向偏壓很大，集電結空間電荷區內電場強度達到發生雪崩倍增效應時，電流通過集電結空間電荷區，由於雪崩倍增，電流增大，因此引進倍增因子為電流增大的倍速，定義為雪崩區內集電結電流與基結電流的比值，數值上等效於雪崩區域內電流放大係數與正常工作區域內電流放大係數的比值。
圖1.2測量原理電路圖圖1.3測量原理電路圖
在基極開路的共發射極電路中，外加電壓比較小而沒有發生雪崩倍增情況下，電路電流關係為：
1-1)
若外加電壓較高，集電結發生雪崩倍增效應，這時的電流放大係數為，基區的電流為，電路電流關係變為：
1-2)
當，時，電晶體發生了擊穿，當時，間所加的反向電壓就是。
實驗表明，倍增因子與外加反向電壓的關係為：
1-3)
其中為集電結雪崩擊穿電壓，對於基極開路的情況，近似等於，為常數，與電晶體的結構和材料有關[8]，具體取值如表1.1：
表1.1的數值
對於不同的值，應用值表示式可以**出外加電壓倍增因子與，三者之間的關係，**圖如下：
圖1.4倍增因子與，關係
從圖1.4中可以看出，在一定的時候，越大，則值越小；當外加電壓一定時，越小，則雪崩電流增加得越大；當一定的情況下，只有增大外加電壓的值，值才會變大，雪崩電流才會顯著增加，所以在觀察電晶體的雪崩現象時，外加電壓要有一定的要求，否則雪崩現象就不會明顯[9]。因此在選擇雪崩電晶體時，雪崩擊穿電壓是乙個比較重要的標準。
在集電結為雪崩擊穿的情況下，設，代入值表示式，在電晶體發生了雪崩擊穿時，， =，於是有：
1-4)
由化簡得
（為大電流直流放大係數1-5)
由於一般情況下大於1，因此總是大於，在知道和後可以近似估算出，可以看出越大，與的差值就越大，這在給選擇雪崩三極體提供了乙個重要的依據。
應用單個晶體三極體可以構成乙個基本的雪崩電路，其原理如圖1.5所示：
圖1.5 電晶體雪崩效應窄脈衝形成電路
從電路圖1.5中可以看出，電晶體雪崩電路圖與基本的三極體開關電路一樣，都是通過三極體結間導通截止從而形成輸出波形，所不同的是三極體開關電路工作在飽和、截止區，而雪崩電路工作在雪崩區，兩者之間的差別在於所加的電源電壓不同，工作點不同。其實從本質上來說，雪崩電路也是一種開關電路，只不過這種電路工作在雪崩區，開關速度非常快，這是由於在導通時電流是雪崩式地成倍增長而流過的緣故。
基於圖1.5電路，三極體型號為s8085d331，當所加電源低於雪崩電壓vcc=24v時，輸出脈衝幅度為4.32v，脈衝寬度為60ns，測量到的脈衝波形如下：
圖1.6 三極體工作在開關狀態輸出波形圖1.7 開關管輸出波形
從測量的波形可以看出，由於輸入端有=100p電容和=1kω構成了微分電路，輸入到三極體基極的100khz，幅度為2v的方波被微分了，在上公升沿和下降沿形成了脈衝，從圖上可以看出，輸出的波形為反相的開關電路。
在本次製作中，根據圖1.2和圖1.3測量了型號為s8085d331、s9014c331、s9013h311、2n3094四種常見三極體的和，實際測量值如表1.2所示：
表1.2
應用四種三極體在圖1.5中分別做了測試，其中=100p， =1kω， =10kω， =100p， =61.5ω輸入外部觸發脈衝為100khz,幅度2v的方波，改變vcc值，示波器為泰克tds2024，取樣率為2gs/s，頻寬200mhz，探頭為200mhz，得到的測試資料如表1.
3所示：
表1.3
從表1.2和表1.3可以看出，為了保證雪崩擊穿，電源電壓需大於，但為了防止三極體發生二次擊穿而損壞三極體，所外加電源電壓最好小於。
越高的管子要求外加的電壓就越大，雪崩效應才比較明顯，這與第三節中分析倍增因子與外加電壓的關係是一致的。在三極體發生雪崩效應的臨界點，輸出脈衝的幅度和寬度都有顯著的變化，即雪崩前，三極體工作在開關狀態，輸出的脈衝為觸發訊號的反向訊號，而工作在雪崩區的三極體，開關速度明顯更快，集電結電流顯著增大。
為了觀察負載與儲值電容對輸出雪崩脈衝的影響，選取s8085d331三極體，在測試條件同上的情況下，改變儲值電容和負載值，得到的測試結果如表1.4所示：
表2.4
從表1.4中可以看出，在相同的情況下，增大的值可以提高輸出脈衝的幅度，因所儲存電量比較多，在觸發脈衝到來時，需外加電壓比較低就可以使三極體發生雪崩擊穿，但脈衝寬度比電容值小時寬；在相同的情況下，增大可以提高外加電壓，從而使三極體雪崩時的脈衝幅度提高，但隨之而來的也是脈衝寬度的增加。由此我們可以將三極體發生明顯雪崩狀態時的輸出迴路看成乙個c-e間有小電阻，由和組成的放電迴路，輸出的脈衝幅度和寬度與電阻值和電容值有一定的比例關係。
雪崩後三極體輸出的波形在幅度上要比雪崩前脈衝的幅度高，而且脈衝下降沿也很陡峭，四種型號三極體雪崩前和雪崩後臨界點之間的波形如下列圖所示：
圖1.8 s8085d331雪崩前圖1.9 s8085d331雪崩後
圖1.10 s9013h311雪崩前圖1.11 s9013h311雪崩後
圖.1.12 2n3094雪崩前圖1.13 2n3094雪崩後
圖1.14 s9014c331雪崩前圖1.15 s9014c331雪崩後
結合表1.3和示波器的波形可以看出，雪崩臨界點之間的波形區別很明顯，在未發生雪崩擊穿時，輸出脈衝平整，對觸發源的影響不大，但在發生雪崩時，由於輸出脈衝幅度較大，反饋到了觸發源，影響了觸發脈衝的波形，在雪崩脈衝的上公升沿形成了**，輸出的雪崩脈衝幅度越大，影響的效果就越明顯；同時可以看出，在發生雪崩狀態時，輸出脈衝並不是立即產生很尖銳的脈衝，在觸發脈衝上公升沿到來時就已經發生了三極體的導通狀態，而後才發生更劇烈的雪崩狀態，這更進一步說明了雪崩狀態其實是在開關狀態上的更高速導通。
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