[發明專利]硅基太赫茲金屬波導工藝可靠性測試裝置及其測試方法

在審

• 申請號: 202110041962.1
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112881469A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 楊瑾屏;李升;宋艷汝;李琪;朱忠博;劉志
• 申請（專利權）人: 上海科技大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊;柏子雵

1.一種硅基太赫茲金屬波導工藝可靠性測試裝置，兩個端口分別用于接入硅基太赫茲金屬波導的兩端，其特征在于，采用四線法直流電阻測量原理，包括直流電壓源、限流電阻、前置放大器、模擬數字變換器，其中：

直流電壓源的兩個輸出端分別通過一個限流電阻連接在硅基太赫茲金屬波導的兩端，限流電阻的阻值遠大于硅基太赫茲金屬波導直流電阻以及將直流電壓源與限流電阻相連及將限流電阻與硅基太赫茲金屬波導相連的電路連接線的電阻，通過限流電阻將直流電壓源變換成等效恒流源；

模擬數字變換器通過前置放大器連接在硅基太赫茲金屬波導的兩端，由前置放大器對硅基太赫茲金屬波導兩端的電壓數據進行預放大，控制單元通過模擬數字變換器采集并存儲一定時間段內的預放大后的電壓數據，并用電壓數據的均值對其進行歸一化處理，隨后使用譜估計方法計算所有歸一化數據的噪聲功率譜。

2.如權利要求1所述的一種硅基太赫茲金屬波導工藝可靠性測試裝置，其特征在于，所述等效恒流源電流大小由下式計算：

上式中，I_s為等效恒流源的輸出電流，V_s為直流電壓源的輸出電壓，R_i為限流電阻大小，R_w為硅基太赫茲金屬波導的直流電阻。

3.如權利要求1所述的一種硅基太赫茲金屬波導工藝可靠性測試裝置，其特征在于，所述硅基太赫茲金屬波導的直流電阻R_w由下式計算：

上式中，V_m為硅基太赫茲金屬波導兩端的電壓。

4.如權利要求1所述的一種硅基太赫茲金屬波導工藝可靠性測試裝置，其特征在于，所述控制單元利用下式對噪聲功率譜進行曲線擬合：

上式中，為白噪聲幅度，B為1/f噪聲的幅度，γ為頻率指數因子，f為偏移頻率，C為G-R噪聲的幅度，f₀和α分別為G-R噪聲轉折頻率和指數因子。

5.如權利要求1所述的一種硅基太赫茲金屬波導工藝可靠性測試裝置，其特征在于，所述前置放大器的輸入級采用零漂移高阻抗低噪聲運算放大器，其電壓放大倍數超過100倍；

所述模擬數字變換器采用18bit以上的高精度、高動態的數據采集板卡，以實現高信噪比的數字信號。