Способ определения параметров полупроводниковых элементов Советский патент 1986 года по МПК G01R27/04 

1

Изобретение относится к технике радиоизмерений и может быть использовано для измерения параметров СВЧ-транзисторов, СВЧ-диодов и друг полупроводниковых элементов.

Целью изобретения является повышение точности измерений. На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения параметров полупроводниковых элементов, реализующего спосо

Устройство для измерения параметров полупроводниковых элементов содержит коаксиальный резонатор 1, повижный короткозамыкающий поршень 2, элементы .3 и 4 связи с источником регулируемых по частоте СВЧ колебаний и индикатором, соответственно, . источник 5 постоянного напряжения.

Известным способом, например с помощью измерителя полных проводи- мостей, измеряют суммарную емкость С J, полупроводникового элемента 6 при выбранном ранее постоянном напржении, которая является суммой двух емкостей: барьерной емкости перехода С I и емкости между выводами Cj

С„

С, + Cg

(1)

Затем исследуемый полупроэоднико вьй элемент 6 подключают к коаксиальному резонатору 1, при этом коллекторный или эммитерный вывод СВЧ-транзистора соединяют с внутренним проводником коаксиального резонатора 1, а вывод базы - с нару ным проводником и на переходе полупроводникового элемента 6 устанавливают выбранное ранее обратное напряжение с помощью источника 5 постоянного напряжения Е, который подключают к внутреннему и наружному проводникам коаксиального резонатора 1 . В коаксиальный резонатор 1 через элемент 3 связи подают СВЧ-колебания. Коаксиальный резонатор 1 настраивают в резонанс с перемещением подвижного короткоза мыкающего поршня 2. Резонанс определяют по индикатору (не показан), подключенному к элементу 4 связи. Индикатор может быть вьтолнен из выпрямпяюЩего диода и гальвгдаометра Измеряют расстояние Е от подвижного короткозамыкающего поршня 2 до плоскости включения исследуемого полупроводникового элемента в коаксиальный резонатор 1. Снимают зависимость f (t), на основании

Е

которой строят график f (,(«) °

этому графику определяют частоты f и fg , причем для f, t 0,5 -Я, , а для 2 0,,

На частоте f, в плоскости А-Д получают короткие замыкания, т.е. емкость С л закорочена. Следовательно, резонансная частота для режима короткого замыкания f, полупроводникового элемеита определяется вьфажением

HTKf На частоте t

(2)

г

в плоскости А-А

обеспечивают режим холостого хода, поэтому резонансная частота в режиме хода f полупроводникового элемента 6 равна

-i

1 - Сг.

(3)

Из совместного решения (l) и (2) и (З) получим соотношения для вычисления С,

f

Су и L:

35

30

С с

Сг - С„ . I С,

-г JS

(2

fj c,

Определив ширину полосы пропускания по резонансной кривой по уровню половинной мощности для коаксиального резонатора 1 при, длине его, равной 0,5 Л, , вычисляют активное сопротивление по формуле

).

40

.fL(.. + iZ ,C, 2

где Z. волновое сопротивление коаксиального резонатора 1. .Благодаря тому, что измерения f,. С, , uf и Zg можно осуществ- 5 лять с высокой точностью, предлагаемый способ позволяет осуществлять измерения параметров полупроводниковых элементов также с вы- .сокой точностью.

50

Формула изобретения

Способ определения параметров полупроводниковых элементов, включакг- щий измерение суммарной емкости полупроводникового элемента при подаче на него постоянного напряжения подключение полупроводникового элемента к выходу коаксиального резонатора, который возбуждают перестраиваемыми по частоте СВЧ-колебания- ми, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений, подают на полупроводниковы элемент ранее выбранное постоянное напряжение, и измеряют резонансные частоты коаксиального резонатора при его длинах, составляю щих соответственно 0,5 AjH 0,25. измеряют пмрину полосы пропускания коаксиального резонатора при длине 0,5 Л, и определяют активные и реактивные параметры полупроводникового элемента по формулам

c. c,(-|i)%

Редактор И.Рыбченко

Составитель Р.Кузнецова

Техред М.Пароцай Корректор Й.Муска

Заказ 637/50 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

С-;

(2 if, ) с,

f,

1

f z«

1 1/IП fcfl ч

лГ 2Yf ;сГ

где Cn - суммарная емкость; С, - барьерная емкость}

Z

- емкость между выводами;

- 9ндуктивность выводов;

-волновое гсопротивленне коаксиального резонатора;

г - сопротивление; &f - ширина полосы пропускания коаксиального резонатора; 7,и А2- длины волн, соответствующие резонансным частотам f и f,.

Изобретение может использовать-- ся для измерения параметров СВЧ-тран- зисторов, СВЧ-диодов и других полупроводниковых элементов (ППЭ). Цель изобретения - повшвение точности измерений. Измерителем полных проводимостей при выбранном ранее постоянном напряжении источника 5 измеряется суммарная емкость С„ ППЭ 6, которая является суммой барьерной емкости перехода С, и емкости между выводами Cg. Измеряемый ППЭ 6 подключается к коаксиальному резонатору (КР) 1, в который через элемент 3 связи подаются перестраиваемые по частоте СВЧ-колебания, и ндстраива- ется в резонанс с перемещением ко- роткозамыкающего поршня 2, определяемый по индикатору, подключенному к элементу 4 связи.Измеряется расстояние t от подвижного коротко замыкакяцё го поршня 2 до плоскости включения ППЭ 6 в КР 1, снимается зависимость (t), на основании которой строится гра(|а€к, по которому определяются резонансные частоты ff, fg КР 1 при его длинах соответственно 0,5г,и 0,25 Лг .Определив ширину полосы пропускания А f по резонансной кривой по уровню половинной мо.щности для КР 1 при длине его равной 0,5 Х,, вычисляют по формуле активное сопротивление г. I ил.