随着脉冲功率技术在生物医疗领域应用研究的开展,国内外研究学者对脉冲电场的窗口效应产生了极大的兴趣.为了探究高强度纳秒脉冲电场对生物体的影响,本文结合固态开关器件技术以及对快速恢复二极管的特殊使用,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)控制的线性单极高压纳秒脉冲发生器.通过电路分析计算,研究电路中的各项参数对输出脉冲的影响,并得到与快速恢复二极管反向恢复时间最佳匹配的电路参数,确保电路中的能量在其关断瞬间能够全部释放至负载电阻,从而形成高压纳秒脉冲.通过Pspice模拟仿真和初步硬件调试,实验结果表明本文所设计的高压纳秒脉冲发生器能够产生幅值1kV,脉宽5 ns的脉冲,并且该发生器结构简单,布局紧凑,操作方便,性能可靠,为后续成功开展纳秒脉冲电场在生物医疗应用方面的研究奠定了基础。