一種用于超大功率GaN微波器件高隔離度微波測試夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于超大功率GaN微波器件高隔離度微波測試夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]GaN半導(dǎo)體技術(shù)已成為大功率技術(shù)的必然發(fā)展趨勢。與第二代半導(dǎo)體GaAs相比，GaN (氮化鎵)器件具有更高的擊穿電壓和更高的電子飽和速度以及更高的輸出功率，其功率密度達(dá)到GaAs (砷化鎵)的1倍以上，并且高的工作電壓有效提高整個系統(tǒng)的效率。
[0003]大功率GaN微波器件為電壓控制器件，封裝形式為金屬陶瓷管殼，內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括柵匹配電路、漏匹配電路、匹配電容、有源芯片、鍵合金絲。管殼底座為源極，兩引出端分別為柵極、漏極。超大功率GaN微波器件具有有源芯片柵寬大，漏極電壓高、輸出功率大特點。微波器件的主要性能包括功率、增益及效率。隨器件微波性能的大幅度提升，如何準(zhǔn)確的將其性能反映出來，測試夾具的作用至關(guān)重要。
[0004]微波測試夾具是測試儀器與被測器件間的橋梁，測試夾具要實現(xiàn)三個基本功能:固定被測件、直流饋電以及信號同軸傳輸轉(zhuǎn)微帶傳輸?shù)墓δ堋ｐ侂娛俏⒉ㄆ骷y試夾具設(shè)計重點考慮的內(nèi)容，分為柵極饋電和漏極饋電兩部分。饋電匹配網(wǎng)絡(luò)主要包括電阻、電容、扇形線短路線。由于超大功率器件輸出功率已達(dá)到百瓦、千瓦級，若測試盒輸出匹配網(wǎng)絡(luò)隔離度不夠，在測試時過大的射頻泄露就會燒毀漏極供電模塊。
[0005]微波測試夾具饋電匹配電路通常采用單扇形結(jié)構(gòu)，隨GaN微波器件工作電壓、輸出功率的提升，以往的測試夾具已不能滿足使用要求，在高壓超大功率微波器件測試過程中存在漏極泄露射頻信號的隔離度不夠的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超大功率GaN微波器件高隔離度微波測試夾具，用于高壓超大功率微波器件微波測試，解決了微波器件超大功率測試過程中存在漏極泄露射頻信號的隔離度不夠的問題，能夠避免直流偏置模塊燒毀，保證測試結(jié)果真實有效，也適用于同類器件微波測試。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種用于超大功率GaN微波器件高隔離度微波測試夾具，包括測試盒體、PCB板、壓塊、直流偏置引出端、射頻輸入輸出引出端，PCB板置于測試盒體內(nèi)，PCB板包括饋電匹配電路和射頻輸入輸出微帶;饋電匹配電路分為柵極饋電匹配電路和漏極饋電匹配電路兩部分，柵極饋電匹配電路包括雙扇形線、兩個RC濾波網(wǎng)絡(luò)、柵極偏置電阻、柵極濾波電容，漏極饋電匹配電路包括雙扇形線、兩個RC濾波網(wǎng)絡(luò)、漏極濾波電容;直流偏置引出端由兩個穿心電容從饋電匹配電路上引出，一個穿心電容芯子一端焊接在柵極饋電加電端，該穿心電容芯子的另一端通過導(dǎo)線與直流偏置?！缐诉B接，另一個穿心電容芯子一端焊接在漏極饋電加電端，該穿心電容芯子的另一端通過導(dǎo)線與直流偏置模塊A連接;射頻輸入輸出引出端為同軸傳輸轉(zhuǎn)微帶傳輸接頭，射頻輸入接頭與器件柵極通過射頻輸入微帶連接，之間加隔直電容起隔直作用;射頻輸出接頭與器件漏極通過射頻輸出微帶連接，之間加隔直電容起隔直作用;壓塊有四個引出端，其中兩個固定器件源極、一個固定柵極、一個固定漏極。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述柵極饋電匹配電路部分串聯(lián)的柵極偏置電阻的設(shè)計在考慮工作條件下電阻分壓大小的同時，還要綜合考慮電阻所耐受額定功率及對電路穩(wěn)定效果O
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案，柵偏置匹配電路中的柵極偏置電阻選用4個20Ω貼片電阻并耳關(guān)。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述饋電匹配電路中的RC濾波網(wǎng)絡(luò)使用51Ω貼片電阻和I OOOpF貼片電容串聯(lián)接地結(jié)構(gòu)。
[0011]進(jìn)一步的技術(shù)方案，利用ADS軟件對饋電匹配電路進(jìn)行隔離度參數(shù)仿真，根據(jù)隔離度結(jié)果得到兩個扇形短路線最優(yōu)尺寸，柵極饋電匹配電路兩個扇形短路線尺寸參照漏極饋電匹配電路。
[0012]進(jìn)一步的技術(shù)方案，根據(jù)隔離度結(jié)果確定的扇形線的扇形半徑為0.508mm，弧所對圓心角度數(shù)為120°。
[0013]進(jìn)一步的技術(shù)方案，直流偏置引出端選擇1500pF穿心電容固定于穿心電容固定安裝孔處，使穿心電容一端與PCB板上直流偏置連接壓點焊接，穿心電容的另一端焊接合適長度的導(dǎo)線與直流偏置模塊A連接，其中穿心電容額定電壓值需大于漏極工作電壓。
[0014]進(jìn)一步的技術(shù)方案，射頻輸入輸出微帶上的隔直電容選用100pF貼片電容。
[0015]進(jìn)一步的技術(shù)方案，柵極濾波電容選用100pF容值電容，漏極濾波電容由3個6800pF貼片電容并聯(lián)組成。
[0016]進(jìn)一步的技術(shù)方案，還包括散熱片，測試夾具固定在散熱片上，并用風(fēng)扇輔助待測器件降溫。
[0017]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明基于饋電匹配電路設(shè)計，使測試過程中待測器件穩(wěn)定工作，提高了泄露射頻信號的隔離度，可用于高壓超大功率微波器件微波測試，解決了微波器件超大功率測試過程中存在漏極泄露射頻信號的隔離度不夠的問題，能夠避免直流偏置模塊燒毀，保證測試結(jié)果真實有效，也適用于同類器件微波測試。該夾具是在現(xiàn)有測試夾具基礎(chǔ)上重點對饋電匹配電路扇形短路線進(jìn)行改進(jìn)，即把單扇形線改為兩個扇形線，以適用于器件超大功率輸出特點，該夾具成本低，易實現(xiàn)，為相關(guān)科研生產(chǎn)工作提供保障。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的俯視圖；
圖2是圖1的D-D剖視圖；
圖3是壓塊的仰視圖；
圖4是圖3的E-E剖視圖；
圖5是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1-測試盒體，2-PCB板，3-射頻輸入輸出微帶，4-同軸轉(zhuǎn)微帶同軸接頭，5-偏置線，6-柵極偏置電阻，7-直流偏置連接壓點，8-穿心電容固定安裝孔，9-柵極濾波電容，10-漏極濾波電容，11-扇形線，12-RC濾波網(wǎng)絡(luò)，13-隔直電容，14-器件固定安裝孔，15-盒體壓塊固定安裝孔，16-夾具固定安裝孔，17-壓塊螺釘固定孔，18-器件引線壓點，A-直流偏置模塊，B-微波測試模塊，C-待測器件。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0020]微波測試夾具饋電匹配電路通常采用單扇形結(jié)構(gòu)，在高壓超大功率微波器件測試過程中存在漏極泄露射頻信號的隔離度不夠的問題，本發(fā)明提供了一種高壓超大功率微波器件高隔離度測試夾具，成功解決了微波器件超大功率測試問題。
[0021]參見圖1-圖4所示，本發(fā)明包括測試盒體1、PCB板2、壓塊、直流偏置引出端、射頻輸入輸出引出端，PCB板2置于測試盒體內(nèi)，PCB板2包括饋電匹配電路和射頻輸入輸出微帶3;饋電匹配電路分為柵極饋電匹配電路和漏極饋電匹配電路兩部分，柵極饋電匹配電路包括兩個扇形線11、兩個RC濾波網(wǎng)絡(luò)12、柵極偏置電阻6、柵極濾波電容9，漏極饋電匹配電路包括兩個扇形線11、兩個RC濾波網(wǎng)絡(luò)12、漏極濾波電容10;直流偏置引出端由兩個穿心電容從饋電匹配電路上引出，一個穿心電容芯子一端焊接在柵極饋電加電端，該穿心電容芯子的另一端通過導(dǎo)線與直流偏置模塊A連接，另一個穿心電容芯子一端焊接在漏極饋電加電端，該穿心電容芯子的另一端通過導(dǎo)線與直流偏置模塊A連接;射頻輸入輸出引出端為同軸傳輸轉(zhuǎn)微帶傳輸接頭4，射頻輸入接頭與器件柵極通過射頻輸入微帶連接，之間加隔直電容13起隔直作用;射頻輸出接頭與器件漏極通過射頻輸出微帶連接，之間加隔直電容13起隔直作用;壓塊有四個引出端，其中兩個固定器件源極、一個固定柵極、一個固定漏極。
[0022]其中柵極饋電匹配電路部分串聯(lián)的柵極偏置電阻6的設(shè)計在考慮工作條