脉冲发生器是一种产生短暂电脉冲信号的电子装置，其核心工作原理在于快速切换电路状态（开/关），在极短时间内输出高电压或电流，随后迅速归零，形成一个非常陡峭的（上升沿和下降沿都很短）的波形。

具体的实现方式有多种，但基本原理通常包含以下几个关键环节：

1. 储能：

   • 电源通过一个充电回路（通常包含电阻）向一个储能元件（通常是电容器）充电。随着充电进行，电容两端的电压逐渐升高。
   • 此时，输出开关元件（如晶体管、晶闸管、雪崩晶体管等）处于关断状态，阻止电流流向输出端。

2. 触发：

   • 当需要一个脉冲时，一个触发信号（可以是外部输入的信号，也可以是内部振荡器产生的信号）被送入脉冲发生器的控制电路。
   • 这个触发信号指示脉冲发生器开始产生一个脉冲。

3. 快速开关动作：

   • 控制电路响应触发信号，驱动高速开关元件（如晶体管、MOSFET、闸流管、雪崩器件等）在极短的时间内（纳秒甚至皮秒级）从完全关断状态切换到完全导通状态。
   • 这个开关动作需要非常快，这是产生陡峭脉冲边缘的关键。

4. 能量释放：

   • 开关导通后，储能电容中储存的电能通过一个放电回路（包含开关元件和负载）进行释放。
   • 由于开关导通速度快、阻抗低，放电电流在极短时间内达到峰值（产生脉冲的上升沿），电容电压急剧下降。放电回路的阻抗（通常很小）和特性决定了脉冲的峰值电流和宽度。

5. 恢复：

   • 电容放电后，电压下降到不足以维持开关导通的状态（对于某些开关），或者控制电路主动将开关关闭。
   • 开关回到关断状态，阻断了放电回路。
   • 电源重新开始通过充电回路向电容充电，为下一次脉冲的产生储备能量（产生脉冲后的归零阶段，即下降沿及之后的低电平状态）。

6. 脉冲形成与输出：

   • 这个“电容充电（高阻）-快速开关导通放电（低阻）-开关截止-重新充电”的过程就在输出端负载上产生了一个尖锐、短暂的电压或电流脉冲信号。
   • 脉冲的宽度由开关元件的导通时间、电容大小、放电回路阻抗等因素决定。
   • 脉冲的幅度主要由充电电压和电路设计决定。
   • 脉冲的重复频率由触发信号的频率决定（如果是可调的）。

总结关键点：

• 充电： 储能元件（电容）被缓慢充电至所需电压。
• 快速导通： 在触发信号作用下，高速开关元件极快地“打开”。
• 放电： 储能元件通过低阻抗路径（开关和负载）快速释放能量，形成脉冲上升沿和主体。
• 快速关断与恢复： 开关迅速“关闭”，切断放电回路，储能元件重新开始充电，形成脉冲下降沿和静默期。
• 参数控制： 通过电路参数（电容值、充电电阻、开关速度、放电路径阻抗、触发频率等）来控制输出的脉冲宽度、幅度、重复频率等特性。

常见的实现类型：

• 阻容弛豫振荡器型： 利用电容充放电和晶体管开关特性产生基础方波脉冲。
• 雪崩晶体管/二极管型： 利用半导体器件的雪崩击穿效应实现纳秒级甚至皮秒级的超快脉冲。
• Marx 发生器： 用于产生极高电压脉冲，原理是多个电容并联充电，然后串联放电。
• 专用集成电路（如单稳态触发器）： 提供预置宽度和幅度的干净脉冲。

脉冲发生器广泛应用于通信、雷达、激光驱动、医疗设备（如电外科、除颤器、神经刺激）、科学仪器、半导体测试、数字电路调试等众多领域，是电子技术中一种基础而重要的信号源。