Способ определения параметров полупроводниковых элементов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСООИАЛИСТИЧЕСКИХРЕаЪБЛИК 091 (1 А 1 иф со ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ поме ян Г СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРР 12 11668, кл, С О 1 К 39/26, 1985(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ(57) Изобретение относится к радио- измерениям. Цель изобретениявышение точности измерения при укорочении длины волны, Данный способ реализуется устройством, содержащим измерительный коаксиальный резонатор (ИКР) 1, подвижный поршень 2, эленты связи 3 и 4, источник 5 посто- ного 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, соответствующегорабочему, осуществляют через элементсвязи 3 возбуждение ИКР 1 изменяющимся по частоте СВЧ-сигналом приподключении выводов ППЭ 6 к П 7 и 8.Затем перемещением поршня 2 настраивают ИКР 1 в резонанс, снимают зависимость резонансной частоты й отдлины 1 ИКР 1 1 = Ч(1) и по этомуграфику определяют частоты Е, и Гсоответствующие длинам ИКР 1: 1= 0,5 Д и 1 =. 0,25(где Я - длинаволны генератора). Затем ППЭ 6 отключают от входа ИКР 1, снимают зависимость К = Ч (1), на основании которойстроят в масштабе графики Е = Ч(1)и Г = М (1). Эти графики совмещаюти по точке их пересечения определяютрезонансную частоту Е . Затем с помощью Г , Ги Г определяют по ф-лампараметры ППЭ 6. 1 ил.1 13559Изобретение 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 волны.На чертеже представлена структур- . 1 О ная блок-схема устройства для измерения параметров полупроводниковых элементов.Устройство, реализующее способ определения параметров полупроводниковых элементов, содержит измерительный 1коаксиальный резонатор 1, подвижный поршень 2, элементы 3 и 4 связи, источник 5 постоянного напряжения, эквивалентную схему полупроводникового 2 О элемента 6, внутренний 7 и внешний 8 проводники коаксиального резонатора.Устройство для измерения параметров полупроводниковых элементов работает следующим образом. 25Известным способом, например измерителем Ь, С, Н универсальным, измеряют емкость С полупроводниковогоПэлемента, которая является суммой двух емкостей: барьерной емкости пе- ЗО рехода С, и емкости между выводами СС = С + С (1)52проводника 7 - плоскости включения полупроводникового элемента в измерительный коаксиальный резонатор 1, Снимают зависимость резонансной частоты Й от длины 1 резонатораГ =ц (1).По этому графику определяют частоты Г и Г , причем для частоты Гх л г 1 1й0 5 а для частоты Г - = 0 25,Л ф9Затем полупроводниковый элемент 6 отключают от входа измерительного коаксиального резонатора 1, снимают зависимость резонансной частоты Е измерительного коаксиального резонатора 1 от его длины 1 Г = ,(1), на основании которой строят в масштабе графики Г = Ч (1); Г = ч (1), и оба графика, совмещают. Точка пересечения обоих графиков определяет резонансную частоту Г . Краевую емкость С внутреннего проводника 7 измерительного коаксиального резонатора 1 определяют по формуле3о у х2.,1 зогде Е, - волновое сопротивление измерительного коаксиальногорезонатора 1, Измерение суммарной емкости С проводят при выбранном обратном напряжении на переходе. 35Затем полупроводниковый элемент 6 подключают к входу измерительного коаксиального резонатора 1, при этом коллекторный или эмиттерный вывоД СВЧ-транзистора соединяют с внутренним проводником 7, а вывод базы - с внешним проводником 8 и на переходе полупроводникового элемента 6 устанавливают рабочее обратное напряжение. Источник 5 постоянного напря жения Е подключают к внутреннему 7 и внешнему 8 проводникам, В измерительный коаксиальный резонатор 1 через элемент 3 связи подают СВЧ-колебания,. Измерительный коаксиальный резо- БО натор 1 настраивают в резонанс перемещением подвижного поршня 2, .Резонанс определяют по индикатору (не показан), подключенному к элементу 4 связи. Индикатор может быть выполнен 56 из выпрямляющего диода и гальванометра. Измеряют расстояние 1 от подвижного поршня 2 до торца внутреннегоРеактивное сопротивление х повх лупроводникового элемента в плоскости А-А определяется выражением(3) Если 1 = 0,253 , то условие резонанса на частоте Г имеет вид (и) Ь - ) (1 - ь) 2 Ь С ) + сл) Ь1о) С, й 1 Я 1 1 - ) С Ь - - - )1а сд С 1С (4) При настройке в резонанс измерительного коаксиального резонатора, нагруженного емкостью С , в плоскосПри 1 = 0,51 дается короткое сная частота Г, нием в плоскости А-А соззамыкание и резонанопределяется выражез 13559524ти А-А на резонансной частотевповышения точности измерения при укосоздается бесконечно большое сопро- рочении длины волны, дополнительнотивление, при этом знаменатель выра- определяют частоту Г путем измеренияжения (4) обращается в нуль зависимости Г =(1) при отключении,1от измерительного коаксиального резоз (з ) 0натора полупроводникового элемента,построения зависимостей Й = Ч (1) иЗначения реактивных параметровЕ = 9 (1) и нахождения точки их переЬ, Ь С С можно определить из ресечения, а параметры полупроводникошения системы уравнений (1), 3),вого элемента определяют по формулам:2 (Я 2 Я 2 ) Я 2 (2 2 ) Ц(2 И ) Сс С3 Формула изобретения 30 Составитель В.ЕжовТехредА.Кравчук Корректор О. Коавпова Редактор Л.Веселовская Тираж 730 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 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-сигналомизмерительного коаксиального резонаторапри подключении к его входу полупроводникового элемента и определение частот Г, и Г , соответствующихр Удлине резонатора 1 = 0,5 Я и 1 = 0,25 Я (где М - длина волны генератора), путем измерения зависимости Г = Ю, (1), определение длины измерительного коаксиального резонатора, соответствующей резонансу при изменении частоты возбуждающего СВЧ-сигнала, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 20 1 С(ЫГ )5 ЗзСо 9Е, ед 27-25згде С - суммарная емкость полупроводникового элемента,"С, - барьерная емкость полупроводникового элементаС - емкость между выводами полупроводникового элемента;С - краевая емкость измерительного коаксиального резонатора;Ь - индуктивность выводов полу проводникового элемента,Ь - индуктивность внешней частивывода измерительного коаксиального резонатора",Е - волновое сопротивление измеорительного коаксиальногорезонатора,Л - длина волны.