[發(fā)明專利]砷化鎵單片微波功放的電應(yīng)力極限評(píng)估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210026740.3
• 申請日: 2012-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN102608449A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董宇亮;付琬月;姜寶鈞;徐軍;王茂琰;毋俊玱;何俊偉
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 謝敏

1.一種砷化鎵單片微波功放的電應(yīng)力極限評(píng)估方法，包括以下步驟：

步驟1，樣品選取；

步驟2，?對(duì)樣本進(jìn)行初始電測試，各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)應(yīng)當(dāng)滿足詳細(xì)規(guī)范；

步驟3，將樣本分為兩組：對(duì)比組和試驗(yàn)組；對(duì)比組用于與試驗(yàn)組進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)對(duì)試驗(yàn)組的樣品進(jìn)行電測試的時(shí)候，對(duì)比組的樣品也需要進(jìn)行電測試；

步驟4，對(duì)試驗(yàn)組樣品施加電應(yīng)力，進(jìn)行電應(yīng)力極限評(píng)估試驗(yàn)；

步驟5，數(shù)據(jù)分析并得出結(jié)論；

其特征在于：所述的步驟4需要先確定以下參數(shù)：

確定電壓起始點(diǎn)，電壓起始點(diǎn)應(yīng)當(dāng)設(shè)定為器件的最佳工作電壓范圍；

選擇采用電壓向上步進(jìn)，還是選擇電壓向下步進(jìn)，對(duì)于工作環(huán)境經(jīng)常出現(xiàn)高于最佳工作電壓的情況，采用電壓向上步進(jìn)試驗(yàn)，而對(duì)于工作環(huán)境會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)低于最佳工作電壓狀況，對(duì)低電壓敏感的器件或者工作在負(fù)壓的器件，應(yīng)當(dāng)采用電壓向下步進(jìn)試驗(yàn)；

確定電壓上限和下限，根據(jù)器件規(guī)范中規(guī)定的上限電壓和下限電壓來確定；

確定電壓向上或向下的應(yīng)力步長，在最佳電壓工作范圍內(nèi)，電壓步長設(shè)置為較大的值，但不得超過器件最佳工作電壓的10%，當(dāng)電壓超出器件規(guī)范中規(guī)定的上限電壓值之后，應(yīng)當(dāng)縮小電壓步長至最大為器件最佳工作電壓的5%；

確定電壓施加停留時(shí)間；

在上述參數(shù)已經(jīng)確定的前提下，步驟4具體包括以下過程：所述的試驗(yàn)組的砷化鎵單片微波功放元器件至少兩個(gè)，其中一個(gè)為1號(hào)器件，另一個(gè)為2號(hào)器件，將1號(hào)器件的電壓步進(jìn)間隔始終保持在0.5V不變，電壓從起始電壓上升至1號(hào)器件達(dá)到破壞極限，而2號(hào)器件電壓步進(jìn)間隔在小于上限電壓時(shí)保持0.5V不變，超過上限電壓后，間隔變?yōu)?.1V繼續(xù)升壓，至2號(hào)器件達(dá)到破壞極限。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砷化鎵單片微波功放的電應(yīng)力極限評(píng)估方法，其特征在于：所述的步驟5具體包括如下步驟：

步驟5-1，砷化鎵單片微波功放電壓極限評(píng)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析；

步驟5-1-1，根據(jù)采用步進(jìn)的應(yīng)力實(shí)驗(yàn)參數(shù)，在距離研制方給定的工作電壓較遠(yuǎn)時(shí)采用大的步幅，當(dāng)接近研制方給定的工作電壓時(shí)采用小的步幅，能夠充分地減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間并且使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加地逼近樣品的真實(shí)固有極限，用于分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也按照此原則選取，則更有針對(duì)性；

步驟5-1-2，利用數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制多維圖表，進(jìn)行多角度分析，

包括有：

頻率為8—11.5GHz,

在不同頻率，漏電流隨電壓的變化曲線三維圖；

在不同頻率，輸出功率隨電壓的變化曲線三維圖；

在不同頻率，效率隨電壓的變化曲線三維圖；

在不同頻率，增益隨電壓的變化曲線三維圖；

B頻段從8~11.5GHz，每隔500MHz的頻率對(duì)應(yīng)一組二維圖，包括有：

在每個(gè)輸入功率下（10~22dBm），增益隨電壓的變化曲線；

在每個(gè)輸入功率下（10~22dBm），漏電流隨電壓的變化曲線；

在每個(gè)輸入功率下（10~22dBm），輸出功率隨電壓的變化曲線；

步驟5-2，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，

根據(jù)上面的分析，可以得到GaAs?MMIC功率放大器芯片的各類極限：

根據(jù)單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)方法，單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中元器件的固有極限相對(duì)于應(yīng)用極限條件的裕度低于30%時(shí)，為不好用，單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中元器件的固有極限相對(duì)于應(yīng)用極限條件的裕度高于30%為不好用。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的砷化鎵單片微波功放的電應(yīng)力極限評(píng)估方法，其特征在于：所述的砷化鎵單片微波功放為一種中功率GaAs?MMIC功率放大器芯片，其頻率范圍覆蓋8.5—11GHz，小信號(hào)增益大于15dB；

先確定以下參數(shù)：

確定電壓起始點(diǎn)為1V；

確定電壓采用向上步進(jìn)，并且在電壓低于研制方給定的樣品規(guī)范極限電壓9V時(shí)取0.5V/步，直到步進(jìn)到規(guī)范極限電壓9V；

電壓超過規(guī)范極限電壓9V后，取其中一只樣品以0.1V/步繼續(xù)升壓步進(jìn)，達(dá)到樣品的破壞極限為止，另一只樣品仍以0.5V/步繼續(xù)升壓步進(jìn)，達(dá)到樣品的破壞極限為止。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的砷化鎵單片微波功放的電應(yīng)力極限評(píng)估方法，其特征在于：所述的參數(shù)確定后，開始以下實(shí)驗(yàn)步驟：

樣品在實(shí)驗(yàn)和測試中電源電壓始終保持在詳細(xì)規(guī)范規(guī)定值上，即Vd=8V，Vg=-5V，最高輸入功率不超過+23dBm；

低電壓步進(jìn)選取初始電壓為1V，步進(jìn)間隔為0.5V，直到達(dá)到詳細(xì)規(guī)范規(guī)定的工作電壓極限9V，電壓值分別取點(diǎn)為：1V、1.5V、2V、2.5V、3V、3.5V、……8.5V、9V；

一個(gè)樣品芯片電壓步進(jìn)至9V時(shí)，改變電壓步進(jìn)間隔為0.1V，直到樣品芯片達(dá)到破壞極限，另一樣品芯片步進(jìn)至9V時(shí)，仍取步進(jìn)間隔為0.5V，直到達(dá)到該樣品芯片破壞極限，每個(gè)電壓值采集一組數(shù)據(jù)，輸入為微波信號(hào)輸入；

詳細(xì)規(guī)范給出該芯片的頻段為8.5—11GHz，通過對(duì)芯片測試系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定，采取間隔為500MHz對(duì)整個(gè)頻段的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，為留出余量，從8GHz采集到11.5GHz：8GHz、8.5GHz、9GHz、10GHz、10.5GHz、11GHz、11.5GHz;每個(gè)頻率值對(duì)應(yīng)一組數(shù)據(jù)；

輸入信號(hào)功率P_in采點(diǎn)為：10—22dBm，每隔1dBm采集一組數(shù)據(jù)；

每組數(shù)據(jù)包括的關(guān)鍵性能指標(biāo)有輸入功率P_in、輸出功率P_out、信號(hào)增益值Gp、效率η_add、靜態(tài)電流I_d。