[發(fā)明專利]一種用于超大功率GaN微波器件高隔離度微波測(cè)試夾具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610024246.1
• 申請(qǐng)日: 2016-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN105510648B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林麗艷;李劍鋒;吳阿慧;顧占彪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所
• 主分類號(hào): G01R1/04
• 分類號(hào): G01R1/04;G01R31/26
• 代理公司: 石家莊國為知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所13120
• 代理人: 王占華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于超大功率GaN微波器件高隔離度微波測(cè)試夾具。

背景技術(shù)

GaN半導(dǎo)體技術(shù)已成為大功率技術(shù)的必然發(fā)展趨勢(shì)。與第二代半導(dǎo)體GaAs相比，GaN(氮化鎵)器件具有更高的擊穿電壓和更高的電子飽和速度以及更高的輸出功率，其功率密度達(dá)到GaAs(砷化鎵)的10倍以上，并且高的工作電壓有效提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。

大功率GaN微波器件為電壓控制器件，封裝形式為金屬陶瓷管殼，內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括柵匹配電路、漏匹配電路、匹配電容、有源芯片、鍵合金絲。管殼底座為源極，兩引出端分別為柵極、漏極。超大功率GaN微波器件具有有源芯片柵寬大，漏極電壓高、輸出功率大特點(diǎn)。微波器件的主要性能包括功率、增益及效率。隨器件微波性能的大幅度提升，如何準(zhǔn)確的將其性能反映出來，測(cè)試夾具的作用至關(guān)重要。

微波測(cè)試夾具是測(cè)試儀器與被測(cè)器件間的橋梁，測(cè)試夾具要實(shí)現(xiàn)三個(gè)基本功能:固定被測(cè)件、直流饋電以及信號(hào)同軸傳輸轉(zhuǎn)微帶傳輸?shù)墓δ?。饋電是微波器件測(cè)試夾具設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的內(nèi)容，分為柵極饋電和漏極饋電兩部分。饋電匹配網(wǎng)絡(luò)主要包括電阻、電容、扇形線短路線。由于超大功率器件輸出功率已達(dá)到百瓦、千瓦級(jí)，若測(cè)試盒輸出匹配網(wǎng)絡(luò)隔離度不夠，在測(cè)試時(shí)過大的射頻泄露就會(huì)燒毀漏極供電模塊。

微波測(cè)試夾具饋電匹配電路通常采用單扇形結(jié)構(gòu)，隨GaN微波器件工作電壓、輸出功率的提升，以往的測(cè)試夾具已不能滿足使用要求，在高壓超大功率微波器件測(cè)試過程中存在漏極泄露射頻信號(hào)的隔離度不夠的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超大功率GaN微波器件高隔離度微波測(cè)試夾具，用于高壓超大功率微波器件微波測(cè)試，解決了微波器件超大功率測(cè)試過程中存在漏極泄露射頻信號(hào)的隔離度不夠的問題，能夠避免直流偏置模塊燒毀，保證測(cè)試結(jié)果真實(shí)有效，也適用于同類器件微波測(cè)試。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種用于超大功率GaN微波器件高隔離度微波測(cè)試夾具，包括測(cè)試盒體、PCB板、壓塊、直流偏置引出端、射頻輸入輸出引出端，PCB板置于測(cè)試盒體內(nèi)，PCB板包括饋電匹配電路和射頻輸入輸出微帶；饋電匹配電路分為柵極饋電匹配電路和漏極饋電匹配電路兩部分，柵極饋電匹配電路包括雙扇形線、兩個(gè)RC濾波網(wǎng)絡(luò)、柵極偏置電阻、柵極濾波電容，漏極饋電匹配電路包括雙扇形線、兩個(gè)RC濾波網(wǎng)絡(luò)、漏極濾波電容；直流偏置引出端由兩個(gè)穿心電容從饋電匹配電路上引出，一個(gè)穿心電容芯子一端焊接在柵極饋電加電端，該穿心電容芯子的另一端通過導(dǎo)線與直流偏置模塊A連接，另一個(gè)穿心電容芯子一端焊接在漏極饋電加電端，該穿心電容芯子的另一端通過導(dǎo)線與直流偏置模塊A連接；射頻輸入輸出引出端為同軸傳輸轉(zhuǎn)微帶傳輸接頭，同軸傳輸轉(zhuǎn)微帶傳輸接頭包括分設(shè)于測(cè)試盒體兩側(cè)的射頻輸入接頭和射頻輸出接頭，射頻輸入接頭與器件柵極通過射頻輸入微帶連接，之間加隔直電容起隔直作用；射頻輸出接頭與器件漏極通過射頻輸出微帶連接，之間加隔直電容起隔直作用；壓塊有四個(gè)引出端，其中兩個(gè)固定器件源極、一個(gè)固定柵極、一個(gè)固定漏極。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述柵極饋電匹配電路的柵極偏置電阻的設(shè)計(jì)在考慮工作條件下電阻分壓大小的同時(shí)，還要綜合考慮電阻所耐受額定功率及對(duì)電路穩(wěn)定效果。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，柵極饋電匹配電路中的柵極偏置電阻選用4個(gè)20Ω貼片電阻并聯(lián)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述饋電匹配電路中的RC濾波網(wǎng)絡(luò)使用51Ω貼片電阻和1000pF貼片電容串聯(lián)接地結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，利用ADS軟件對(duì)饋電匹配電路進(jìn)行隔離度參數(shù)仿真，根據(jù)隔離度結(jié)果得到兩個(gè)扇形短路線最優(yōu)尺寸，柵極饋電匹配電路兩個(gè)扇形短路線尺寸參照漏極饋電匹配電路。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，根據(jù)隔離度結(jié)果確定的扇形線的扇形半徑為0.508mm，弧所對(duì)圓心角度數(shù)為120°。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，直流偏置引出端選擇1500pF穿心電容固定于穿心電容固定安裝孔處，使穿心電容一端與PCB板上直流偏置連接壓點(diǎn)焊接，穿心電容的另一端焊接合適長度的導(dǎo)線與直流偏置模塊A連接，其中穿心電容額定電壓值需大于漏極工作電壓。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，射頻輸入輸出微帶上的隔直電容選用1000pF貼片電容。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，柵極濾波電容選用1000pF容值電容，漏極濾波電容由3個(gè)6800pF貼片電容并聯(lián)組成。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，還包括散熱片，測(cè)試夾具固定在散熱片上，并用風(fēng)扇輔助待測(cè)器件降溫。