| 目前，ｕｗｂ技术已经成为国际无线通信技术研究的新热点，日益受到重视和关注。２００２年２月１４日，美国ｆｃｃ（联邦通信委员会）首次批准了ｕｗｂ产品的民用销售和使用。
ｕｗｂ即超宽带，它是一种利用纳秒级极窄脉冲发送信息的技术，其信号相对带宽即信号带宽与中心频率之比大于２５％。一个典型的中心频率为２ｇｈｚ（即宽度为５００ｐｓ）的ｕｗｂ脉冲信号的时域波形及其频谱图分别如图１所示。
一般通信技术都是把信号从基带调制到载波上，而ｕｗｂ则是通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制从而具有ｇｈｚ量级的带宽。ｕｗｂ具有发射信号功率谱密度低（数十ｍｗ范围）、难以截获、抗多径、低成本、极好的穿透障碍物能力等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和通信、雷达、定位、汽车防撞、液面感应和高度测量应用。
ｕｗｂ信息调制方式需结合ｕｗｂ传播特性和脉冲产生方法综合考虑，通常可采用脉冲位置调制（ｐｕｌｓｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）和正反极性调制（ａｎｔｉｐｏｄａｌ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ），这里采用ｐｐｍ调制。
从本质上看，ｕｗｂ无线技术是发射和接收超短电磁能量脉冲的技术，它采用极窄脉冲直接激励天线。因此，极窄脉冲的产生就显得尤为重要。目前，ｕｗｂ极窄脉冲的产生方法主要通过雪崩三极管、隧道二极管或阶跃恢复二极管实现。其中隧道二极管和阶跃恢复二极管所产生的脉冲，上升时间可以达几十至几百皮秒，但其幅度较小，一般为毫伏级。采用了利用雪崩三极管的雪崩效应的方案，同时采用雪崩三极管级联结构来产生极窄脉冲，最后得到输出脉冲上升时间约为８６３ｐｓ，幅度约为１．２ｖ。
１ 雪崩效应理论
当ｎｐｎ型晶体管的集电极电压很高时，收集结空间电荷区内的电场强度比放大低压运用时大得多。进入收集结的载流子被强电场加速，从而获得很大能量，它们与晶格碰撞时产生了新的电子－空穴对，新产生的电子、空穴又分别被强电场加速而重复上述过程。于是流过收集结的电流?quot;雪崩"式迅速增长，这就是晶体管的雪崩倍增效应。
晶体管在雪崩区的运用具有如下主要特点：
（１）电流增益增大到正常运用时的ｍ倍，其中ｍ为雪崩倍增因子。
（２）由于雪崩运用时集电结加有很高的反向电压，集电结空间电荷区向基区一侧的扩展使有效基区宽度大为缩小，因而少数载流子通过基区的渡越时间大为缩短。换言之，晶体管的有效截止频率大为提高。
（３）在雪崩区内，与某一给定电压值对应的电流不是单值的。并且随电压增加可以出现电流减小的现象。也就是说，雪崩运用时晶体管集电极－发射极之间呈负阻特性。 （４）改变雪崩电容与负载电阻，所对应的输出幅度是不同的。换言之，输出脉冲与雪崩电容和负载电阻有关。
下面对雪崩管的动态过程进行分析。在雪崩管的动态过程中，工作点的移动相当复杂现结合原理图所示电路（图４）进行分析（这里主要分析雪崩管ｑ１的工作过程，其余类同）。
在电路中近似地将雪崩管静态负载电阻认为是ｒｃ，当基极未触发时，基极处于反偏，雪崩管截止。根据电路可列出雪崩管过程的方程为：
(１)
式中：ｉ为通过雪崩管的总电流，ｉc为通过静态负载ｒc的电流，ｉa为雪崩电流，ｕc（０）为电容ｃ初始电压，ｒ为动态负载电阻，ｃ为雪崩电容，ｔa为雪崩时间。ｖce为雪崩管ｑ１集－射级电压，ｖcc为电路直流偏置电压。
从(１)式可求解出雪崩过程动态负载线方程式为：
(２)
在具体的雪崩管电路中，ｒc为几千欧（本实验中取为６．８ｋω），而ｒ则为几十欧（本实验中取为５１ω），因此ｒｃ＞＞ｒ。雪崩时雪崩电流ｉa比静态电流ｉc大得多，即ｉa＞＞ｉc，所以ｉ≈ｉa。于是(２)式可简化为
(３)
因为０～ｔa这段雪崩时间很短，因此可以略去，即得
(４)
式(３)和式(４)表明雪崩状态下，动态负载线是可变的。
雪崩管在雪崩区形成负阻特性，负阻区处于ｂｖｃｅｏ与ｂｖｃｂｏ之间，当电流再继续加大时，则会出现二次击穿现象，如图２所示。
| 目前，ｕｗｂ技术已经成为国际无线通信技术研究的新热点，日益受到重视和关注。２００２年２月１４日，美国ｆｃｃ（联邦通信委员会）首次批准了ｕｗｂ产品的民用销售和使用。
ｕｗｂ即超宽带，它是一种利用纳秒级极窄脉冲发送信息的技术，其信号相对带宽即信号带宽与中心频率之比大于２５％。一个典型的中心频率为２ｇｈｚ（即宽度为５００ｐｓ）的ｕｗｂ脉冲信号的时域波形及其频谱图分别如图１所示。
一般通信技术都是把信号从基带调制到载波上，而ｕｗｂ则是通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制从而具有ｇｈｚ量级的带宽。ｕｗｂ具有发射信号功率谱密度低（数十ｍｗ范围）、难以截获、抗多径、低成本、极好的穿透障碍物能力等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和通信、雷达、定位、汽车防撞、液面感应和高度测量应用。
ｕｗｂ信息调制方式需结合ｕｗｂ传播特性和脉冲产生方法综合考虑，通常可采用脉冲位置调制（ｐｕｌｓｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）和正反极性调制（ａｎｔｉｐｏｄａｌ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ），这里采用ｐｐｍ调制。
从本质上看，ｕｗｂ无线技术是发射和接收超短电磁能量脉冲的技术，它采用极窄脉冲直接激励天线。因此，极窄脉冲的产生就显得尤为重要。目前，ｕｗｂ极窄脉冲的产生方法主要通过雪崩三极管、隧道二极管或阶跃恢复二极管实现。其中隧道二极管和阶跃恢复二极管所产生的脉冲，上升时间可以达几十至几百皮秒，但其幅度较小，一般为毫伏级。采用了利用雪崩三极管的雪崩效应的方案，同时采用雪崩三极管级联结构来产生极窄脉冲，最后得到输出脉冲上升时间约为８６３ｐｓ，幅度约为１．２ｖ。
１ 雪崩效应理论
当ｎｐｎ型晶体管的集电极电压很高时，收集结空间电荷区内的电场强度比放大低压运用时大得多。进入收集结的载流子被强电场加速，从而获得很大能量，它们与晶格碰撞时产生了新的电子－空穴对，新产生的电子、空穴又分别被强电场加速而重复上述过程。于是流过收集结的电流?quot;雪崩"式迅速增长，这就是晶体管的雪崩倍增效应。
晶体管在雪崩区的运用具有如下主要特点：
（１）电流增益增大到正常运用时的ｍ倍，其中ｍ为雪崩倍增因子。
（２）由于雪崩运用时集电结加有很高的反向电压，集电结空间电荷区向基区一侧的扩展使有效基区宽度大为缩小，因而少数载流子通过基区的渡越时间大为缩短。换言之，晶体管的有效截止频率大为提高。
（３）在雪崩区内，与某一给定电压值对应的电流不是单值的。并且随电压增加可以出现电流减小的现象。也就是说，雪崩运用时晶体管集电极－发射极之间呈负阻特性。 （４）改变雪崩电容与负载电阻，所对应的输出幅度是不同的。换言之，输出脉冲与雪崩电容和负载电阻有关。
下面对雪崩管的动态过程进行分析。在雪崩管的动态过程中，工作点的移动相当复杂现结合原理图所示电路（图４）进行分析（这里主要分析雪崩管ｑ１的工作过程，其余类同）。
在电路中近似地将雪崩管静态负载电阻认为是ｒｃ，当基极未触发时，基极处于反偏，雪崩管截止。根据电路可列出雪崩管过程的方程为：
(１)
式中：ｉ为通过雪崩管的总电流，ｉc为通过静态负载ｒc的电流，ｉa为雪崩电流，ｕc（０）为电容ｃ初始电压，ｒ为动态负载电阻，ｃ为雪崩电容，ｔa为雪崩时间。ｖce为雪崩管ｑ１集－射级电压，ｖcc为电路直流偏置电压。
从(１)式可求解出雪崩过程动态负载线方程式为：
(２)
在具体的雪崩管电路中，ｒc为几千欧（本实验中取为６．８ｋω），而ｒ则为几十欧（本实验中取为５１ω），因此ｒｃ＞＞ｒ。雪崩时雪崩电流ｉa比静态电流ｉc大得多，即ｉa＞＞ｉc，所以ｉ≈ｉa。于是(２)式可简化为
(３)
因为０～ｔa这段雪崩时间很短，因此可以略去，即得
(４)
式(３)和式(４)表明雪崩状态下，动态负载线是可变的。
雪崩管在雪崩区形成负阻特性，负阻区处于ｂｖｃｅｏ与ｂｖｃｂｏ之间，当电流再继续加大时，则会出现二次击穿现象，如图２所示。
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