Держатель транзисторов в устройствах для измерения электрических параметров

)5 0 01 Я 27/28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В(61) 147815 (21) 444714 (22) 21.06,8 (46) 07,10.9 (71) Новоси ститут связ (72) В.П, П 8 7 АУ 1 О 6 1 1. Бюл. %37бирский электротехнический ини им. Н.Д. Псурцеватров, С.В. Савелькаев и А.В, Бо(56) Авторское свидетельство СССРМ 1478156, кл. 0 01 В 27/28, 15.05.87.(54) ДЕРЖАТЕЛЬ ТРАНЗИСТОРОВ В УСТРОЙСТВАХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ(57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения электрических параметров транзисторов. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностейи удобство эксплуатации. Это достигается тем, что держатель транзисторов содержит два коаксиально - полосковых перехода 1, два отрезка полосковой линии 2, общее основание 3, пьедестал 4, транзистор (например, ЗП 602) 5, крышку 6, направленные ответвители 7, детекторы 8, поликоровые платы 9 с согласованными нагрузками 10, контактный узел 11, р -- и-диоды 12, цепи 13 смещения. р -- и-диоды 12 включены в согласованные плечи направленных ответвителей 7, один из выходов которых нагружен на согласованную на.грузку 10, а другие выходы - на детекторы 8, Цепи смещения р -- и-диодов 12 включают в себя блокировочные емкости и индуктивности, Держатель транзисторов обеспечивает совмещение функций держателя и измерительных датчиков и исключает необходимость его калибровки как самостоятельного устройства измерителя, Держатель транзисторов обеспечивает точность измерения не хуже 5 ф 4 по модулю и 10 по фазе. 1 з. и. ф-лы,4 ил, 15829:12Иобретенид отно Ип"я к ради )измггигольной технике, может бьть исп(льзовдно в устройствах для измерения электрических параметров. а именно для измерения Ь-гарзметров транзисторов и является усоверц.енствованием известного держателя по авт, св. В 1478156.Цельо изобретения является гДсщирение эксплуатационных возможнотей и удобство эксплуатации.На фиг, "1 приведен держатель грднзисторов; на фиг, - электрическая схема включ 1 ния диодов в согласованное плечо Ответвителя, на фиг, 3 - отру(турная схемВ измерителя Я-парамет 5 ов на Иг. 4 - калибровочная нагруз 1;а,спержатель транзисторов (фиг, 1) содер .":лт,5 лд кодксиально Ол 51 скзвьх герехо" Дах 1, Два отрезка полосковой линии 2, Общее основание 3, пьедестал 4, транзистор(например,ЗП 602) 5, крыьвку б, направленнь 5 е ответвители 7, детекторы 8, полиоровые ат 9 с сс ласэвдн м 5 л нагрузками 10, контактньЙ узел 11, р -- п.длоды 12, Цепи 13 смев 18.и 1,На электоической схеме гкл:очения ди. Одов 12 г согласованное пле О направлен. но.о ответвителя 7 (фиг, 2) один выход посгаднего нагружен на согласованну о нагрузку 10, а другой на детектОО 8, 58 г 1 И 13 смещения содержат блокировочные емкости 14 и лндуктивности 1.,Измеритель (фиг. 3) 3-параметрпгз содеркит СБч-генератор 16, Д 85 и.гель 17 г. ощности, СБ+ПерекпОчдте ьи 18, Дгруеннь:е на согласовд, ые нагрузки 1 фазовращатель 20. дератель 21 трднзисто" ров и блок 22 управлегия и обработки данньх (наппиме 5, микро5:5 м).Калибровочная нагрузка (фиг, 4) содержит пьедестал 4, две поликоровые платы 23 с рдсгределенными екостми 24 и полосковыми вь водами 25,В вод 5 т "идтемдт(чески вырах(ения необходимые для определения комплексногэ коэффициента отраже:.:ия (ККО), измеряс емого на входе 1-1 или выходе 2-2 деокателя (фиг, 3). Известно, то колпле,сная амплитуда волнь 1, падаюцая нд детектор входного или выходного направленного огветвителянагруженного на о - 1 - и-диоды (назначение и пОинцип дВйствия введен- Н Ы;( НД 1 РДВЛЕН НЫ 1( О ГВЕТ 51 итег ей ПДДДЮ 5 Ей волны представлены пол аписаИи работы ,оержателя), связана с ККО исаедуемой на"Оуэи подключаемЙ 5( измери 1 ельному ВЫХОДУ НаПРаВЛЕННОГО ОтВЕтВИТЕЛЯ (ИЗМЕ- рительного шестиполас лка) выражением1, р - модуль и фаза измеряемого ККО; Ац, О, /1 и Сц, рс: - модули и фазы собственных контант Ац, Ок и Сц соответггДенно.дОлл ООразом, дл 51 трех состояний р- и-диодов ( =- 1, 2, 3) входного (1:= 1) или выходного( =.2) 5 вправленного отзетвителя можно сформировать систему линейных уравнений вида (2), решение которой относительно Х = Г., % = ГСов г и Ъ = Гэи /-гпозволяет определить модуль и фазу измеряемого ККО,Г; = 6 р 1:= агсС(7/У), (3)ГД 8 Г 5, Р модуль и фаза измеряе. Ого ККО5, измеряемо О в двух фиксированных полокениях фдзовращателя (фиг. 3, ) = 1, 2).ККО, измер 5;емый в сечениях входов 1-1з. 0 Фде О - два линейных независимых относительных возбуждения в двух фиксировангы.( полОжениях фазоврдщателя ( = 1, 2), Отпые опревеляются выражением(1)1 .1- Сгде г 5 - комплексная амплитуда вслны, падаощая на детектор входного ( = 1) или5 вьходного( =2) направленного ответвителяв 1 - м состоянии р -- и-диодов (1: = 1, 2, 3)Г - ККО, изГлеэяемый нд вхОД 8 1 "1 ( ==. 1) или выходе 2-2 ( =- 2) держателя;Ац, Оц, Сц- собственнье комплексные10 константы входного( =:1) или выходного( =- =-.2) направленного Ответвителя в 1-м состоянии р -- и-диодов = 15, 2, 3),Согласно выраженио,1) амплитудамощности на квадоатичном детекторе (про 5 порциснальная нарпяжени 5 о) связана с измеряемьвл ККОвыражениемг-,г+ аг-,5 с,ар; .а,-, Г зу/1 = дл, (2)гле2- ,2 ,=-: Г. Р"(и812-2 Юнца (жнц Сц Рипа;з = 2 (Рц С, ви 1 с. - Ок 3 и 00):ао = Рц - 1, Рц =- Рк/25;, В = Ац;1+С;2 Сц сов рсц 2 Сц 3 и рсц51+Сц Хд 1+Сц рп)= фаза ККО калибровочной нагрузки; гп - порядковый номер подключаемой 4 калибровочной нагрузки (гп = 1, 25).Таким образом, последовательное включение в держатель пяти калибровочных нагрузок с известной произвольной фазой ККО при одновременной регистрации 5 уровней мощности Рв, на детекторах входного( =1), а также выходного( =2) направленных ответвителей для трех, различных состояний р -- и-диодов (1 = 1, 2, 3) позволяет сформировать по три системы линей ных уравнений пятого порядка для входного и выходного направленных ответвителей. Решение данных систем уравнений относительно Хп) позволяет определить модули и фазы собственных комплексных констант 4где 011 и 022 - относительные УКО, измеряемые в сечениях 1-1 и 2-2 соответственнопри последовательном их соединении отрезком полосковой линии длиной ;3 - фазовая постоянная; 5- два линейно независимых начальных относительных возбуждения в соответствующих фиксированных положениях Фазовращателя 0 = 1, 2), определяемых выражением 10К=- Г 1 е 2", (6) где Г 1 - ККО, измеряемый в сечении 1-1 при последовательном соединении его с сечением 2-2 отрезком полосковой линиидлиной . 15Для определения ККО Г необходимо знать модули Ац, Оц, Сц и Фазы у)оц и Рсц собственных комплексных констант входного и выходного направленных ответвителей, которые для трех состояний р -- 20 и-диодов определяются их калибровкой, Калибровку можно выполнить с помощью пяти аттестованных калибровочных нагрузок с произвольными известными фазами и модулями, равными единице (одна из которых приведена на фиг,4), последовательно подключаемых в сечении 1-1 и 2-2, Для определения модулей и фаз собственных комплексных констант направленных ответвителей представляот выражение (1) в 30 видеРцп) =. Хи+ Х;2 сов уЪ, + Хз зивходного и выходного направленных о)пе 1 виталей в трех различных состояиях р и-диодов: С,=1/У 1+ 6 Ъ 1-1, /)с = агстд (Хю/Хф Оц - 1/У 2+ )/1/У - 1 р.)=- агсщ ( Хз/Х 2) де У 1= Х 4 +Х 5 ,Г 2 "Хг +ХоХцустройство работает следующим образом,В откалиброванный держатель 21 транзисторов (фиг, 1, 3) устанавливают исследуемый транзистор 5, на вход и выход которого с помощью СВЧ-переключателей 18 одновременно подают зондирующие сигналы. Далее блок 22 управления и обработки данных последовательно переводит р -- и-диоды 12 входного и выходного направленных ответвителей 7 в три различных состояния (М = 1, 2, 3) путем подачи на соответствующий вход цепи 13 смещения р- п-диодов 12 (фиг. 2) управляющих напряжен ийц что соответствует открыванию соответствующего р -- и-диода 12, При этом блок 22 управления и обработки данных выполняет одновременное считывание амплитудных значений мощности Рц (пропорциональных напряжению Орк) на детекторах 8 входного ( = 1) и выходного ( = 2) направленных ответвителей 7 в каждом из трех состояний р -и-диодов 12, Далее блок 22 управления и обработки данных выполняет двукратное решение системы уравнений (2) относительно ККО, измеряемого в сечениях 1-1 (Г ) и 2-2 (Г 22)в первом фиксированном положении фазовращателя 20= 1). После этого фазовращатель 20 устанавливают во второе фиксированное положение О == 2) и измеряют ККО Г 12 и Г 22 по методике, представленной выше, а также из выражений (4) и (5) определяют Я-параметры исследуемого транзистора 5,В случае долговременного ухода исходного уровня выходной мощности СВЧ - генератора 16 от уровня, установленного при калибровке, дополнительно перед измерением выполняют корректировку параметра Вц = Ац по формуле ,2 Рц (1 + Сц +2 Сц +2 Сц соя рсц) Вц 1+0 +2 Оц совр)2 где Рцсчеты мощности, счи ыГаемые сдетекторов входного ( = 1) и выходного ( = 2) направленных ответвителей 7 в 1-м состоянии р -- и-диодов 12 (1 = 1, 2, 3) при установке в держатель 21 транзисторов пьедестала-короткоззмыкателя с фазой ККО 1800.Возможен и другой способ исключения влияния долговременной нестабильности выходной мощности СВЧ-генератора, основанный на использовании введенных направленных ответвителей падающей волны и Замене считываемых амплитудных значений уровней мощносу Рц и Рцв на нормир о ва н н ы е Рц и РЬп 1 соответственно, Нормированные значения определяются выражениямил.1,Рц = Ри/Рц; Рца =- Рцр/Рцщ,где Р и, Рп 1 - амплитудные значения уровней мощностей, считываемые с детекторов введенных входного (:= 1) и выходного ( = =2) направленных ответвителей падающей волны в соответствующих состояниях р -- и-диодов (К = 1, 2, 3) при измерении и калибровке соответственно,Отмечают, что точность измерения во втором случае несколько хуже, так как использовано четыре детектора вместо двух, неквадратичность характеристик которых вносит дополнительнук) погрешность,Калибровка держателя транзистороввыполняется следующим образом.В держатель 21 транзисторов (фиг, 1, 3)последовательно устанавливают пять аттестованных калибровочных нагрузок с про-извольной известной фазой ККО рп (щ = 1,2, 3, 4, 5), одна из которых приведена на фиг,4, и одновременно подают зондирующиесигналы на вход и выход держателя 21 спомощью СВЧ-переключателей 18, Приэтом блок 22 управления и обработки данных выполняет одновременно регистрациюуровней мощности Рь на детекторах входного ( =. 1) и выходного ( = 2) направленныхответвителей для трех различных состоянийр -- и-диодов (К = 1, 2, 3) и выполняетвычисление собственных комплексных констант Аю, Оц и Сы,Кроме того, при калибровке держателя 21 транзисторов измеряют относительныел 1ККО б 1 и с 22 в сечениях 1-1 и 2-2 соответственно, а также определяют начальные относительные возбуждения К в двух фиксированных положениях фазовращателя 200 =1,2). Измерение относительных ККО б 1 и 022выполняют в следующем порядке, В держатель 21 транзисторов устанавливают отрезок полосковой линии длиной . После этого5 на вход держателя транзисторов с помощьюСВЧ-переключателя 18 подают входнойзондирующий сигнал, Далее входным направленным ответвителем 7 ( = 1) измеряютККО в сечении 1-1, определяемый системой10 уравнений (2), который соответствует 022.Измерение ККО о 11 выполняют выходнымнаправленным ответвителем 7 ( = 2) приподаче на вход держателя 21 транзисторовс помощью СВЧ-переключателя 18 выход 15 ного зондирующего сигнала, Далее с помощью СВЧ-переключателей 18 выполняютодновременную подачу зондирующих сигналов на вход и выход держателя 21 транзисторов и выполняют измерение ККО Г 1 в20 двух фиксированных положениях фазовращателя 20 О = 1, 2) входным направленнымответвителем ( = 1). После этого определяютначальное относительное возбуждение К,Предлагаемый держатель транзисторов25 по сравнению с известным обеспечиваетсовмещение фнукций держателя транзисторов и измерительных датчиков измерителяв одном устройстве, что способствует упрощению конструкции измерителя и уменьше 30 нию его габаритных размеров, Кроме того,исключается необходимость калибровки держателя транзисторов как самостоятельного устройства измерителя, что способствуетснижению трудоемкости калибровки и из 35 мерения, Держатель транзисторов обеспечивает точности измерения не хуже 50, помодулю и 10 по фазе,Формула изобретен 1 я1, Держатель транзисторов в устройст 40 вах для измерения электрических параметров по авт, св. М 1478156, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширенияэксплуатационных воэможностей и удобства эксплуатации, он.снабжен р --45 п-диодами, включенными по три диода всогласованные плечи направленных ответвителей,2, Держатель по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен дополнительными50 направленными ответвителями со слабойсвязью с детекторами и нагрузками на выходах их вторичных каналов, причем дополнительные направленные ответвителирасположены симметрично основным на 55 правленным ответвителям относительно соответствующих отрезков полосковой линии.1682942 Составитель В,СадовТехред М,Моргентал Редактор Н.Бобкова Корректор А,Осэуленко Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3410 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5