GaNHEMT微波功率器件脈衝直流測試系統的製作方法
2023-05-23 02:42:56
GaN HEMT微波功率器件脈衝直流測試系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於GaN?HEMT微波功率器件脈衝直流測試系統，通過矢量網絡分析儀測試GaN?HEMT微波功率器件的S參量或通過半導體分析儀測試GaN?HEMT微波功率器件脈衝直流特性，分析儀的兩個輸出端分別通過一偏置器BiasTee將脈衝射頻信號加載到被測器件GaN?HEMT的柵極和漏極；兩路不同電壓等級的直流電源通過兩組開關分別加載在兩個偏置器BiasTee上。本實用新型的GaN?HEMT微波功率器件的脈衝直流測試系統，在對GaN?HEMT微波功率器件測試時，採用脈衝直流電壓，由兩組開關電路控制施加在偏置器上的直流電源的導通，避免持續對GaN?HEMT施加直流電壓，造成GaN?HEMT的自加熱現象，導致惡化微波功率器件性能。
【專利說明】GaN HEMT微波功率器件脈衝直流測試系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種GaN HEMT微波功率器件的S參量脈衝直流測試法。
【背景技術】
[0002]在測試GaN HEMT微波功率器件的S參量即射頻小信號測試時，通常需對GaN HEMT施加持續的直流電壓，在這種連續直流測量條件下，GaN HEMT會產生自加熱現象，從而影響了 GaN HEMT自身的電性能，並且會增加器件損壞的危險。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種GaN HEMT的S參量脈衝直流測試系統及測試方法，在對GaN HEMT的S參量測試時，採用脈衝直流電壓，避免造成GaN HEMT的熱效應現象。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種GaN HEMT微波功率器件脈衝直流測試系統，通過分析儀測試GaN HEMT微波功率器件，其特徵是，分析儀的兩個輸出端分別通過一偏置器Bias Tee將同步脈衝射頻信號加載到被測器件GaN HEMT的柵極或漏極；
[0005]兩路不同電壓等級的直流電源通過兩組開關分別加載在兩個偏置器Bias Tee上。
[0006]所述的兩組開關分別由脈衝發生模塊產生的兩路脈衝時序控制導通，所述脈衝發生模塊產生的脈衝由信號發生器控制觸發。
[0007]兩路直流電源分別為Vgs和Vds電壓，分別通過一組開關加載到一偏置器BiasTee上，其中，Vgs為負電壓，直流電源Vgs加載到與GaN HEMT的柵極連接的偏置器上，直流電源Vds加載到與GaN HEMT的漏極連接的偏置器上。
[0008]兩路開關電路均包括與直流電源連接的電源端、接收脈衝發生模塊脈衝的控制端、為其中一個偏置器加載輸出偏壓脈衝的輸出端。
[0009]所述被測器件GaN HEMT的漏極電壓脈衝包含在其柵極電壓脈衝中，具有先柵極電壓後漏極電壓的加電順序以及先漏極電壓後柵極電壓的放電順序。
[0010]測試GaN HEMT微波功率器件S參量時，所述分析儀採用矢量網絡分析儀。
[0011]測試GaN HEMT微波功率器件脈衝直流特性時，所述分析儀採用半導體分析儀。
[0012]一種GaN HEMT微波功率器件脈衝直流測試方法，其特徵是，包括以下步驟:
[0013]由信號發生器控制觸發脈衝發生模塊產生脈衝，脈衝發生模塊產生的兩路脈衝時序信號分別控制兩組開關的導通；
[0014]兩路不同電壓等級的直流電源通過所述兩組開關分別加載在兩個偏置器BiasTee 上；
[0015]分析儀的兩個輸出端分別通過其中一個偏置器Bias Tee將脈衝射頻信號加載到被測器件GaN HEMT的柵極或漏極，由分析儀對被測器件GaN HEMT進行測試。
[0016]測試GaN HEMT微波功率器件S參量時，所述分析儀採用矢量網絡分析儀JHiGaNHEMT微波功率器件脈衝直流特性時，所述分析儀採用半導體分析儀。[0017]本實用新型所達到的有益效果:
[0018]本實用新型的GaN HEMT的脈衝直流測試系統及測試方法，在對GaN HEMT的S參量測試或脈衝直流特性測試時，採用脈衝直流電壓，由兩組開關電路控制施加在偏置器上的直流電源的導通，避免持續對GaN HEMT施加直流電壓，造成GaN HEMT的熱效應現象。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為脈衝直流測試系統示意圖；
[0020]圖2為圖1的脈衝時序示意圖；
[0021]圖3為圖1中的開關電路。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護範圍。
[0023]本實施例中以測試GaN HEMT微波功率器件的S參量為例進行詳細說明，圖1所示為搭建的脈衝直流測試系統示意圖。分析儀採用矢量網絡分析儀，通過矢量網絡分析儀可以測試GaN HEMT的S參量。在其他實施例中，本實用新型的測試系統也可以進行脈衝直流特性(IV曲線)測試。如果是脈衝直流特性測試，分析儀則相應地採用半導體分析儀即可，並根據脈衝直流特性測試的需要，由脈衝發生模塊產生需要的脈衝時序。
[0024]被測器件GaN HEMT由被測設備夾具DUT夾持。矢量網絡分析儀的兩個輸出端分別通過一偏置器Bias Tee將同步脈衝射頻信號加載在被測設備夾具DUT的兩端，即加載到GaN HEMT的柵極或漏極。
[0025]直流電源通過兩組開關分別將Vgs和Vds電壓加載在兩個偏置器Bias Tee上。兩組開關分別由脈衝發生模塊產生的兩路脈衝時序控制，脈衝發生模塊產生的脈衝由信號發生器控制觸發。
[0026]脈衝時序示意圖如圖2所示，pulse trigger是由信號發生器觸發脈衝發生模塊產生的一路脈衝信號，該路脈衝信號施加在開關電路上，使開關電路控制加載在被測設備夾具DUT兩端的柵級電壓脈衝和漏極電壓脈衝，使矢量網絡分析儀輸出的射頻脈衝通過偏置器Bias Tee加載在被測設備夾具DUT的兩端，形成對被測器件GaN HEMT的S參量的測試。圖中可以看出，漏極電壓脈衝包含在柵極電壓脈衝中，具有先柵壓後漏壓的加電順序以及先漏極電壓後柵極電壓的放電順序；GaN器件在柵極電壓為OV時，是導通的；如果先加漏極電壓，會有非常大的電流。所以要求先加柵極電壓，如-2.7V，在加漏壓；也就是說，在漏極電壓還是零的時候，柵極電壓降低變為負值，防止因漏極突然加電產生大的漏源電流而損壞測試器件。並且，射頻脈衝始終包含在漏極電壓脈衝中，保持測試的有效性。
[0027]開關電路可以設計為多種具體的電路，只要是將兩路直流電源Vgs和Vds電壓分別加載在兩個偏置器Bias Tee上，使被測器件GaN HEMT的漏極電壓脈衝包含在柵極電壓脈衝中，形成GaN HEMT的工作狀態即可。
[0028]本實施例中舉一具體的開關電路為如圖3所示的結構。該開關電路包括與直流電源連接的電源端、接收脈衝發生模塊脈衝的POWER 0N/0FF控制端、為偏置器加載輸出偏壓脈衝的輸出端。開關電路中包括三極體Ql、Q2，電阻Rl、R2、R3、RL、電容CL ;三極體Ql的基極通過電阻Rl與控制端連接，發射極接地，集電極通過電阻R2與三極體Q2的基極連接；三極體Q2的發射極與電源端連接，三極體Q2的集電極連接至輸出端，同時三極體Q2的集電極還通過並聯的電阻RL與電容CL接地。三極體Q2的發射極與基極之間還連接一電阻R3。三極體Q2為一大功率開關管，起開關作用。三極體Ql為一小功率開關管，起開關作用。R2，R3為Q2偏置電阻，Rl為Ql偏置電阻。RL，CL為等效負載。
[0029]本系統測試的GaN HEMT微波功率器件可以為GaN FET或GaN LDMOS等功率器件。
[0030]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種GaN HEMT微波功率器件脈衝直流測試系統，通過分析儀測試GaN HEMT微波功率器件，其特徵是，分析儀的兩個輸出端分別通過一偏置器Bias Tee將同步脈衝射頻信號加載到被測器件GaN HEMT的柵極或漏極； 兩路不同電壓等級的直流電源通過兩組開關分別加載在兩個偏置器Bias Tee上。
2.根據權利要求1所述GaNHEMT微波功率器件脈衝直流測試系統，其特徵是，所述的兩組開關分別由脈衝發生模塊產生的兩路脈衝時序控制導通，所述脈衝發生模塊產生的脈衝由信號發生器控制觸發。
3.根據權利要求1所述GaNHEMT微波功率器件脈衝直流測試系統，其特徵是，兩路直流電源分別為Vgs和Vds電壓，分別通過一組開關加載到一偏置器Bias Tee上，其中，Vgs為負電壓，直流電源Vgs加載到與GaN HEMT的柵極連接的偏置器上，直流電源Vds加載到與GaN HEMT的漏極連接的偏置器上。
4.根據權利要求2所述GaNHEMT微波功率器件脈衝直流測試系統，其特徵是，兩路開關電路均包括與直流電源連接的電源端、接收脈衝發生模塊脈衝的控制端、為其中一個偏置器加載輸出偏壓脈衝的輸出端。
5.根據權利要求1所述GaNHEMT微波功率器件脈衝直流測試系統，其特徵是，所述被測器件GaN HEMT的漏極電壓脈衝包含在其柵極電壓脈衝中，具有先柵極電壓後漏極電壓的加電順序以及先漏極電壓後柵極電壓的放電順序。
6.根據權利要求1所述GaNHEMT微波功率器件脈衝直流測試系統，其特徵是，測試GaNHEMT微波功率器件S參量時，所述分析儀採用矢量網絡分析儀。
7.根據權利要求1所述GaNHEMT微波功率器件脈衝直流測試系統，其特徵是，測試GaNHEMT微波功率器件脈衝直流特性時，所述分析儀採用半導體分析儀。
【文檔編號】G01R31/00GK203405514SQ201320363888
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月24日 優先權日:2013年6月24日
【發明者】沈美根, 陳強, 鄭立榮, 張復才, 多新中, 姚榮偉, 閆鋒, 張夢苑 申請人:江蘇博普電子科技有限責任公司