Способ определения параметров полупроводниковых элементов

 

Изобретение относится к радиоизмерениям . Цель изобретения - повышение точности измерения при укорочении длины волны. Данный способ реализуется устройством, содержащим измерительный коаксиальный резонатор (ИКР) 1, подвижный поршень 2, элементы связи 3 и 4, источник 5 постоянного напряжения, эквивалентную схему полупроводникового элемента (ППЭ) 6, а также внутренний и внешний проводники (П) 7 и 8 ИКР 1. Сущность данного способа заключается в следующем . После измерения суммарной емкости ППЭ 6 при подаче на него обратного напряжения, соответствующего, рабочему, осуществляют через элемент связи 3 возбуждение ИКР 1 изменяющимся по частоте СВЧ-сигналом при подключении выводов ППЭ 6 к П 7 и 8. Затем перемещением поршня 2 настраивают ИКР 1 в резонанс, снимают зависимость резонансной частоты f от длины 1 ИКР 1 f Ч(1) и по этому графику определяют частоты f и f, соответствующие длинам ИКР 1:1 0,5 Л и 1 0,25 А (где/i - длина волны генератора). Затем ППЭ 6 отключают от входа ИКР 1, снимают зависимость f Ч (1) , на основании которой строят в масштабе графики f 4(1) и f ij, (1). Эти графики совмещают и по точке их пересечения определяют резонансную частоту f. Затем с помощью f , f 2 и f определяют по ф-лам параметры ППЭ 6. 1 ил. & S л i iTi I L d I I / Сг X С-. в 11 Со d-, T-b оэ 1СЛ ел ф ел -,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (1!) А1 (58 4 G 01 R 31/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3994125/24-09 (22) 20.12.85 (46) 30.11.87. Бюл. № 44 (72) С.И.Орлов (53) 621.3 17 ° 335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 12 11668, кл. С О 1 R 39/26, 1985 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к радиоизмерениям. Цель изобретения — повышение точности измерения при укорочении длины волны. Данный способ реализуется устройством, содержащим измерительный коаксиальный резонатор (ИКР) 1, подвижный поршень 2, элементы связи 3 и 4, источник 5 постоянного напряжения, эквивалентную схему полупроводникового элемента (ППЭ)

6, а также внутренний и внешний проводники (П) 7 и 8 ИКР 1. Сущность данного способа заключается в следующем. После измерения суммарной емкости ППЭ 6 при подаче на него обратного напряжения, соответствующего рабочему, осуществляют через элемент связи 3 возбуждение ИКР 1 изменяющимся по частоте СВЧ-сигналом при подключении выводов ППЭ 6 к П 7 и 8.

Затем перемещением поршня 2 настраивают ИКР 1 в резонанс, снимают зависимость резонансной частоты f от длины 1 ИКР 1 f = Ч„(1) и по этому графику определяют частоты f u f соответствующие длинам ИКР 1: 1

= 0,5,! и 1 =. 0,25 (где Я вЂ” длина волны генератора) . Затем ППЭ 6 отключают от входа ИКР 1, снимают зависимость f = 4 (1), на основании которой строят в масштабе графики f = f„(1) и f = М (1). Эти графики совмещают и по точке их пересечения определяют резонансную частоту f . Затем с помощью f, f > и f определяют по ф-лам

1 параметры ППЭ 6. 1 ил.

1 13559

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

Целью изобретения является повышение точности измерения при укорочении длины вопны.

На чертеже представлена структур- . 10 ная блок-схема устройства для измерения параметров полупроводниковых элементов.

Устройство, реализующее способ определения параметров полупроводниковых элементов, содержит измерительный!

I коаксиальный резонатор 1, подвижный поршень 2, элементы 3 и 4 связи, источник 5 постоянного напряжения, эквивалентную схему полупроводникового 20 элемента 6, внутренний 7 и внешний 8 проводники коаксиального резонатора.

Устройство для измерения параметров полупроводниковых элементов работает следующим образом. 25

Известным способом, например измерителем 1., С, Н универсальным, измеряют емкость С полупроводникового

П элемента, которая является. суммой двух емкостей: барьерной емкости пе- Зо рехода С, и емкости между выводами С

С = С + С (i)

52 2 проводника 7 — плоскости включения полупроводникового элемента в измерительный коаксиальный резонатор 1.

Снимают зависимость резонансной частоты f от длины 1 резонатора

f =y (1).

Ф

По этому графику определяют частоты

f u f, причем для частоты f

1 л

12 1

Ф 1

0 5 а для частоты f — = 0 25;

9 т

Я

Затем полупроводниковый элемент 6 отключают от входа измерительного коаксиального резонатора 1, снимают зависимость резонансной частоты f измерительного коаксиального резонатора 1 от его длины 1f =,(1), на основании которой строят в масштабе графики Е = M,(1); f = V, (1), и оба графика, совмещают. Точка пересечения обоих графиков определяет резонансную частоту К . Краевую емкость С внуто реннего проводника 7 измерительного коаксиального резонатора 1 определяют по формуле 3 о 1 э р з о где Z, — волновое сопротивление измерительного коаксиального резонатора 1. в плоскости А-А созПри 1 = 0,5$ дается короткое сная частота f, нием

45 замыкание и резонанопределяется выраже(3) 1 - 1 С (aP. — — -)

2 2 сд С

Измерение суммарной емкости С„ проводят при выбранном обратном напряжении на переходе. 35

Затем полупроводниковый элемент 6 подключают к входу измерительного коаксиального резонатора 1, при этом коллекторный игл эмиттерный вывод

СВЧ-транзистора соединяют с внутренним проводником 7, - вывод базы — с внешним проводником 8 и на переходе полупроводникового элемента 6 устанавливают рабочее обратное напряжение. Источник 5 постоянного напряжения Е подключают к внутреннему 7 и внешнему 8 проводникам. В измерительный коаксиальный резонатор 1 через элемент 3 связал подают СВЧ-колебания. Измерительный коаксиальный резо- 50 натор I настраивают в резонанс перемещением подвижного поршня 2. Резонанс определяют по индикатору (не показан), подключенному к элементу 4 связи. Индикатор может быть выполнен из выпрямляющего диода и гальванометра. Измеряют расстояние 1 от подвижного поршня 2 до торца внутреннего

Реактивное сопротивление х повх лупроводникового элемента в плоскости А-А определяется выражением

> (11---)(1 —,д 1. С,) + L

< С 1 1

XSl=j (2), 1 -- С (ивЂ

u3C„

1 (и) 1, — — — ) (1 — сд2 L С ) + и) L = О, 1дС 112 лл

Если 1 = 0 253 то условие резонанса на частоте f имеет вид

1 (aЬ вЂ” — — )(1 -O2L С ) +ы) L

2 ц) 2 2 1

2Со (4)

При настройке в резонанс измерительного коаксиального резонатора, нагруженного емкостью С, в плоскосз 1355952

4 ти A-А на резонансной частоте f

3 повышения точности измерения при укосоздается бесконечно большое сопро- рочении длины волны, дополнительно тивление, при этом знаменатель выра- определяют частоту f путем измерения жения (4) обращается в нуль зависимости f = V (1) при отключении, 1 от измерительного коаксиального резо1 — С2(и з? †) = О. (5) натора полупроводникового элемента, 3 построения зависимостей f = Ч (1) и

Значения реактивных параметров

Е = 4 (1) и нахождения точки их переL, ?,, С,, С можно определить из ресечения, а параметры полупроводникошения системы уравнений (1), 3), вого элемента определяют по формулам:

f2 (f2 f2) Яг (2 f2) 22 (2Jlf ) г f2 (fã fã) C L

2 Я 1 0 1 (2Tlf ) 2 f2 (f2 — Ег)С У и у С1

С г 1

f2 г С

3 1 — (2КЕ,)2 (1 — ф) С„?,„

1 — (23f ) г (1 — -2.)С L з 1 f2

П С =С -С з

1 П 2>

С, (2rlf ) 2 С С

Формула изобретения

Составитель В.Ежов

Техред А. Кравчук

Кор рек тор О . Ко авпова

Редактор Л.Веселовская

Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5791/41

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ определения параметров полупроводниковых элементов, включающий измерение суммарной емкости полупроводникового элемента при подаче на него обратного напряжения, соответствующего рабочему, возбуждение изменяющимся по частоте СВЧ-сигналом измерительного коаксиального резонатора при подключении к его входу полупроводникового элемента и определение частот f., и f, соответствующих р У длине резонатора 1 = 0,5 Я и 1 = 0,25Я (где h — длина волны генератора), путем измерения зависимости f = V, (1), определение длины измерительного коаксиального резонатора, соответствующей резонансу при изменении частоты возбуждающего СВЧ-сигнала, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

20 1 Со (24f )г С,. С

3" з

С

2. о 9

Z, tg2JI

25 з где С„ — суммарная емкость полупроводникового элемента,"

С, — барьерная емкость полупроводникового элемента

С вЂ” емкость между выводами полупроводникового элемента;

С вЂ” краевая емкость измерительного коаксиального резонатора;

L — индуктивность выводов полу35 проводникового элемента, L — индуктивность внешней части вывода измерительного коаксиального резонатора", Z — волновое сопротивление измео рительного коаксиального резонатора, Л вЂ” длина волны.