Способ определения максимальной частоты генерации транзистора Советский патент 1983 года по МПК G01R31/26 

Изобртение относится к измерению параметров транзисторов и может быть использовано для контроля пара метров СВЧ транзисторов в процессе их производства, а также при разработке радиоэлектронных устройств на их основе. Известен способ измерения максимальной частоты генерации транзистора, при котором транзистор включают в схему автогенератора с оптимальной обратной связью и измеряют мощность генерируемых колебаний. Изменяя параметры схемы, увеличи вают частоту генерации до тех пор, пока мощность колебаний Тне станет равной нулю, эту частоту считают максимальной частотой генерации тра зистора С13. Недостатком данного способа явля ется его низкая точность, обусловле ная необходимостью производить инди кацию частоты по нулевому значению мощности колебаний. Кроме того, для СВЧ транзисторов частота соста ляет десятки гегагерц, при которой сопротивление индуктивностей выводов составляет сотни ом, а емкостное сопротивление между выводами и корпусом - десятые доли ома, что обуславливает снижение мощности генерации до нуля на частотах значительно меньших максимальной частоты генерации транзистора. Известен также способ 2 J определения максимальной частоты генера ции транзистора по результатам измерения граничной }1астоты транзис тора f , омического сопротивления базы f емкости коллекторного перехода С или постоянной времени коллекторной цепи С по фор муле ll fт -ipT I Je ffS-tle K I Недостатком указанного способа является низкая точность определения частоты связанная с бол шой погрешностью измерения параметров г.С, f и Г. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения максимальной частоты генерации транзистора, заключающийся в измерении мощности электромагнитнызь колебаний между ко лектором и эмиттером транзистора в активном режиме при подаче электромагнитных колебаний между его базой и эмиттером изменении частоты электромагнитных колебаний до дости жения равенства мощностей на входе и выходе. Частота, на которой коэффИ1 иент усиления по мощности транзистора становится равным единице, принимается за максимальную частоту генерации транзистора СЗ , . Недостатком известного способа является низкая точность определения максимальной частоты генерации транзистора, вследствие того, что на частотах низких к f часть мощности со входа транзистора через проходную емкость поступает на его выход, а часть мощности шунтируется через емкость между выводами икорпусом, в результате чего мощность на выходе транзистора не соответствует мощности, полученной в результате усиления. Цель изобретения - повышение точности определения максимальной частоты генерации транзистора. Поставленная цель достигается тем, что в способе определения максимальной частоты генерации транзистора, включающем подачу электромагнитных колебаний постоянной мощности и частоты между базой и эмиттером измеряемого транзистора в активном режиме и измерение мощности электромагнитных колебаний между его коллектором и эмиттером, после измерения мощности между коллектором и эмиттером транзистора на них подают электромагнитные коле-.бания и измеряют мощность между его базой и эмиттером, а максимальную частоту генерации определяют из выражения (.-)1р;;7р где „ - частота подаваемых электромагнитных колебаний; - коэфф 1циент разделения коллекторной емкости транзистора;Рцэ мощность, измеренная между коллектором и эмиттером; мощность, измеренная между базой и эмиттером, а частота подаваемых электромагнитных колебаний выбирают из условия О. . На фиг. 1 изображено включение транзистора в держатель,- на фиг. 2блок-схема простейшей установки для осуществления способа; на фиг. 3 - блок-схема установки для осуществления способа с непосредственным отсчетом максимальной частоты генерации транзистора. Установка на фиг. 2 содержит генератор 1 электромагнитных колебаний, держатель 2 с измеряемым транзистором, блок 3 питания, измеритель 4 мощности. Измерения производят в следующей последовательности.

От генератора 1 подают электромагнитные колебания с частотой мэм выбираемой из условия 0,1 йэ/и 0,5f, причем нижний предел ограничен областью частот, где проявляется частотная зависимость максимального коэффициента усиления транзистора, а верхний предел обеспечивает справедливость выражения (1). Блок 2 обеспечивает активный режим макси.мального усиления транзистора. Транзистор, включен в держателе 3 по схеме с общим эмиттером. Измеряют мощность Рцэ электромагнитных колебаний, выделяемую на согласованной нагрузке,включенной через измеритель ную линию между коллектором и эмиттером транзистора. Затем генератор 1 и измеритель 4 меняют местами. В измерительную линию между коллектором и эмиттером подают электромагнитные колебания от генератора 1 и измеряют мощность Р электромагнитных колебаний в согласованной измерительной линии между базой и эмиттером.

Для непосредственного отсчета максимальной частоты генерации транзистора используется установка, изображенная на фиг. 3.

Она состоит из генератора 1, сигнал с которого через коммутатор 5 и направленные ответвители 6 и 7 поступает на держатель 2 транзистора, на который подается напряжение от блока 3 питания. К ответвителям 6 и 7 подключены датчики 8 и 9 мощности, сигнал с датчика 9 поступает на запоминающее устройство 10. К запоминающему устройству 10 и датчику 8 мощности подключены входы измерителя 11 отношений, выход которого соединен с индикатором 12.

Устройство (фиг. 3} работаетследующим образом.

В держатель 2 устанавливается . транзистор по схеме с общим эмиттером и с помощью блока 3 питания задается активный режим его работы. С помощью коммутатора 5 выход гене-, ратора 1 подключается через направ-ленный ответвитель 6 ко входу держателя 2 и отключается от его выхода. Часть сигнала, прошедшего через

транзистор, установлен в держателе 2, ответвляется с помощью отвветвителя 7 и поступает на датчик 9 мощности. Сигнал с датчика 9 мощности, пропорциональный мощности сигнала, 5 поступающей с выхода транзистора, поступает в запоминающее устройство 10 и фиксируется там. Затем коммутатор 5 отключает, выход генератора 1 от входа транзистора и подает

0 его сигнал через направленный ответвитель 7 на выход транзистора. Сигнал проходит транзистор, ответвляется с помощью направленного ответвителя б и поступает на датчик 8

5 мощности. Сигнал с датчика 8 мощности поступает на измеритель 11 отношений, где определяется его отно1иение к ранее фиксированному сигналу. Сигнал с выхода измерителя

Q 11 отношений, пропорциональный отношению мощностей . поступает на индикатор 12, шкала которого прокалибрована в единицах частоты мокс лл фиксированного значения

5 коэффициента и частоты измерений ,змПреимуществом изобретения по сравJнению с известным способом является отсутствие необходимости ocs ecTвлять согласование транзистора в

процессе измерения. Измерение происходит на частотах значительно меньших максимальной частоты генерации транзистораf|,j.,что, во-первых, уменьшает влияние паразитных реак5 тивностей корпуса и выводов транзис. тора, а во-вторых, измеряемая мощность на выходе транзистора превышает величину мощности на частоте мслкс I измеряемой при использовании

0 способа-прототипа. На величину отношения мощностей влифот потери как в измерительном тракте, так и в конструкции транзистора. Все это приводит к повышению точности измерений.

Испытания предлагаемого способа показали, что он дает меньшую методическую погрешность, чем аналогичные известные способы и, кроме того,

л требует меньшего времени определения максимальной частотьт генерации транзистора.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ ГЕНЕРАЦИИ ТРАНЗИСТОРА, включакяций подачу электромагнитных колебаний постоянной мощности и частоты между базой и эмиттером измеряемого транзистора в активном режиме и измерение мощности электромагнитных колебаний между его коллектором и эмиттером, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, после измерения мощности между коллектором и эмиттером транзистора на них подают электромагнитные колебания и измеряют мощность между его базой и эмиттером, а максимальную частоту генерации транзистора определяют из выражения L .Sf,, (K-fiy cT/P ( макс I где , - максимальная частота генерации транзистора; мам частота подаваемых электромагнитных колебаний i ц - коэффициент разделения коллекторной емкости транзистора; РК, - мощность, измеренная Меж(О ду коллектором и эмитте-. ром; - мощность, измеренная между базой и эмиттером, а частоту подаваемых электромагнитных колебаний выбирают из условия o,. где - граничная частота транзистора , ff99S &. 3fyfff