Способ измерения s-параметров вч и свч транзисторов

Союз Советскик

Социапистичесник

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 881630

1 (51) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 28.09е79 (21) 282481 5/18-25 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень Рй42

Дата опубликования описания 18.11.81

{51)М. Кл.

О.01 P 31/26.

Государстванкый коиптет

СССР по лолам изобретеннк и открытия

{53) УДК 621 .396 (088.8) Е. Б. Торопов (72) Автор изобретения Г с

Новосибирский екектрстеккеческкй кйбгкейе(71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ S -ПАРАМЕТРОВ

ВЧ И СВЧ ТРАНЗИСТОРОВ

Изобретение относится к радиотехни- ческим измерениям и может быть исполь» эовано при разработке и производстве ВЧ и СВЧ транзисторов, а также при разработке и изготовлении ВЧ и СВЧ усилит лей и автогенераторов, применяемых в различного рода радиоаппаратуре.

Известен способ измерения 5 -парамет)ров СВЧ транзисторов, включаюший подачу на вход транзистора рабочего СВЧ cur î налов, обеспечиваюшего требуемый режим работы транзистора, измерение сигнала на входе и выходе транзистора, подачу на выход вспомогательного сигнала, отличаюшегося по частоте и амплитуде от рабоче15 го и последуюшие вычисления 13.

Недостатком способа является то, что он не позволяет измерять 5- параметры СВЧ транзисторов, неустойчиво работаюших в режиме усиления, так как воэникаюшее при этом самовоэбуждение делает эти измерения невозможными. Кроме того, указанный способ требует сложной практической реализации.

Наиболее близким к изобретению по технической сутдности является способ измерения параметров транзисторов в режиме большого сигнала, работавших в усилителях. класса С, согласно которому измерение 5 — параметров ВЧ и СВЧ транзисторов основано на измерении параметров ВЧ и СВЧ четырехполюсников, с включенным между ними транзистором.

Согласно этому способу транзистор включают между двумя согласуюшими трансформаторами с подачей на вход первого согласующего трансформатора рабочего сигнала, требуемого при работе транзистора в реальном устройстве, настройкой трансформаторов добиваются максимального усиления и минимального отражения от. входа и регистрапии сигнала на входе ; первого и выходе второго согласуюших трансформаторов, с применением рассогласования на выходе второго согласуюшего трансформатора для получения встречного сигнала на выходе транзистора и поспедуюшего го измерения. на выходе

Целью изобретеиия является повышение 20 точности измерения за счет повышения стабильности процесса измерений — параметров транзисторов, неустойчиво работающих в режиме усиления.

Поставленная, цель достигается тем, что согласно способу измерения 3 -парамеч"ров ВЧ и СВЧ четырехполюсников, с включенным между ними транзистором, путем настройки четырехполюсников доби- 30 ваются автогенерации на требуемых частоте и уровне выходной мошности, измеряют комплексные напряжения сигналов на входе первого и выходе второго четырехполюсника, затем перестройкой четырехполюсников изменяют режим автогенерации таким образом, чтобы частота гене рации и уровень выходной мощности незначительно отличались от первоначальных, причем в обоих режимах автогенерации из-4 меряют параметры 5,1 ианным напряжений сигналов, параметров четырехполюсВНКоВ определяют параметры транзистора по формулам

50 1

3ë 11

5 ф» - —, у;

Х1 5! «) 3 8816 и входе каскадного соединения трансформатор-транзистор-трансформатор 2 .

Однако по данному способу трудно измерять точно 5 -параметры транзисторов (или процесс измерения совсем невоэможжен) неустойчиво работаюших в усилительном режиме (имеюшим коэффициент Ленвила К < 1), которые из-эа наличия в них паразитных реактивностей и сильной внутренней обратной связи легко самовозбуждаются. В устройстве, реализующим этот способ возникают дестабилизирующие во времени процессы, приводящие к большим погрешностям измерений или к невозможности проведения измерений. В измерениях будет полностью отсутствовать повторяемость, а результаты измерений будут сип отличаться друг от друга.

30 4 ! I

: где 121, 3, Ь„, Ь вЂ” выходные напряжения сигналов у четырех-. полюсников для двух режимов автогенерации соответственно;

5 S<>, 5 „, S« параметры первого о четыре полюсников для пер вого режима amore-, нерации;

S » S y S <„S« - параметры первого и второго четырехполюсников для второго режима автогенерации .

На чертеже приведено устройство, реализующее способ.

Устройство выполнено иэ согласуюших трансформаторов 1, подключенных на входе и выходе транзистора, представляющих

СВЧ четырехполюсники, ферритовых вентилей 2, развязывающих тракт измерений от активного элемента, направленных ответвителей 3, согласованных нагрузок 4, одна из которых Zq Н является измерителем выходной мощности, измерителя отношения комплексных напряжений 5, калибровочных аттенюатора 6 и фазоврашателя

7, измерителя частоты 8.

Измерения проводятся следующим об- разом, Транзистор включается между двумя согласующими трансформаторами, подаются напряжения смещения, настройкой трансформаторов добиваются воэникновени устойчивой автогенера пии на требуемых частоте и уровне выходной мощности.

На устойчивость автогенерации могут впиять такие известные процессы как паразитное возбуждение, прерывистая генерация, релаксация, генерация комбинационных составляющих и т.д. Способы борьбв с.этими явлениями в режиме amoreнерации известны и достаточно просты.

Наличие стабильного процесса автогенерации является необходимым условием проведения стабильно повторяющихся измерений параметров активных элементов, Транзисторы с К < 1 легко вводятся в режим автогенерации. Соблюдение при измерении постоянства перечисленных факторов и стабильности режима автогенерации дают воэможность получать измерения с достаточно высокой точностью, по крайней мере относительно сушествуюшего уровня измерений и режиме большого сигнала.

Перед измерениями проводится калибровка устройства. Ответвитель 1 (3) подключается к ответвителю И(3) и с помо5 881 щью аттенюатора 6 и фазовращателя 7 выравнивают амплитуды и фазы напряжений, снимаемых с ответвителей на измеритель отношения комплексных амплитуд 5. Затем проводят само измерение. Подключают ответвитель 1. 3 на прежнее место и измеряют отношение Напряжений Ь,1Ib, . Изменяют настройкой согласующих трансформаторов режим автогенерации так, чтобы частота и уровень выходной мощности незначительно отличались от первоначаль ного, измеряют отношение b

I I

S y< . По получаемым данным определяют

8 -параметры транзистора по приведенным выше формулам.

Данный способ позволит повысить производительность труда при изготовлении 20

ВЧ и СВЧ устройств за счет возможности измерения параметров рассеяния транзисторов в режиме автогенврации при лк» бых уровнях рабочей мощности и быстро рассчитывать ВЧ и СВЧ усилителя и ав- 25 тогенераторы с применением ЭВМ.

830 6 ьеличину и в обоих режимах автогенерации измеряют параметры S<, S < первого u Sqq S < второго четырехполюсников, затем по полученным данным напряжений сигналов, параметров четырехполюсннков, определяют параметры транзистора по формулам

g- fb

В у .

В„„" .. (-*ф) Ь -* в б (-Ь. В L4

„ 1. 9.

1.йм

Р у — 7

11

Ь1 621 Ъ

Ф ор мул а иэ обрете ния

Способ измерения Я -параметров ВЧ и

СВЧ транзисторов, основанный на измерении параметров ВЧ и CBЧ .четырехполюсников, с включенным между ними транзис- тором, отличающийся тем,что, с целью повышения точности за счет ста- 35 бильности измерений S — параметров транзисторов, неустойчиво работающих в ре жиме усиления, путем настройки четырехполюсников добиваются автогенерации на требуемых частоте и уровне выходной мощ- о ности, измеряют комплексное напряжение сигналов иа входе и выходе второго четырехполюсника, затем перестройкой четырехполюсников изменяют режим генерации таким образом, чтобы частота и уровень выходной мощности отличались от первона;, чальных на минимально регистрируемую юД, Э < d.-w - р-g) м 8„,1-(1-*В) 91 ВИ Т.(1-а Р

I где о., bg, Ь„, bg - выходные напряжения сигналов у четырехполюсников для двух рема - мов автогенерации соответственно

5, р„, р,,,„— параметры первого и второго четырехполюсников для первого режима автогенерации;

I 3 \ I

В, В, Я 1„,8,,„- параметры первого и второго четырехполюсников QJIB BT0» рого режима автогенерации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 45102, кл. С 01 R 1/28, 1935.

2. 3hv88er.О. "1агс е S

Masur8 a tS оУ Сбоев с 0pe ate8 ТрупММо . NTZ, 1968, % 10 (прототип).

Составитель В. Немцев

Рецактор М. Погориляк Texpen M.Рейвес Корректор А. Дзятко

Заказ 9964/68 Тираж 735 Поцн исное

БПИИПИ Госуцарственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб. rl. 4i5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгороц, ул. Проектная, 4