Держатель транзисторов в устройствах для измерения электрических параметров
Изобретение может быть использовано в измерителях комплексных параметров сверхвысокочастотных четырехполюсников и двухполюсников ,в частности, при измерении комплексных параметров полосковых транзисторов и диодов с планарными выводами. Держатель транзисторов содержит два коаксиально-полосковых перехода 1 и два отрезка полосковой линии 2, установленных на общем основании, пьедестал 4, транзистор 5, крышку, направленные ответвители 7 на связанных линиях со слабой связью, детекторы 8, поликоровые платы 9 с согласованными нагрузками 10, контактный узел, размещенный в гнезде 12 основания, фиксатор контактного узла, диэлектрические штыри, упорные пружины, установочный паз 16, штифты. При измерении параметров транзистора 5 его помещают на пьедестал 4, который устанавливают на фиксаторы контактного узла и фиксируют. Затем контактный узел устанавливают в гнездо 12 основания, при этом пьедестал 4 с транзистором 5 заходит в установочный паз 16, а диэлектрические штыри прижимают выводы транзистора 5 к полоскам отрезков полосковых линий 2 с помощью упорной пружины и крышки. Затем производят измерение параметров. Повышается точность измерения путем повышения точности калибровки держателя. 6 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (1!) (51) 4 G О! Р 27/28
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4247126/24-2! (22) 15,05,87 (46) 07.05.89, Бюл, ¹ 17 (71) Новосибирский электротехнический институт связи им, Н,Д.Псурцева (72) В.П,Петров и С,В.Савелькаев (53),71.396.67.7(088.8) (56) I.Раевская О.И. Автоматизированные измерения 8-параметров СВЧ-транзисторов. Техника средств связи.
Сер. Радиоизмерительная техника, 1985, вып. 1, с, 72-75
2.Держатель транзисторов измерителя коэффициента шума Х5-31..IlJOI 400.275
ТУ, (54) ДЕРЖАТЕЛЬ ТРАНЗИСТОРОВ В УСТРОЙСТВАХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ (57) Изобретение может быть использовано в измерителях комплексных параметров сверхвысокочастотных четырехполюсников и двухполюсников, в частности при измерении комплексных параметров полосковых транзисторов и диодов с планарными выводами. Держатель транзисторов содержит два коаксиально-полосковых перехода 1 и два отрезка полосковой линии 2, установленных на общем основании, пьедестал
4, транзистор 5, крьппку, направленные ответвители 7 на связанных линиях со слабой связью, детекторы 8, поликоровые платы 9 с согласованными нагрузками 10, контактный узел, размещенный в гнезде 12 основания, фиксатор контактного узла, диэлектрические штыри, упорные пружины, установочный паз 16, штифты, При измерении параметров транзистора 5 его помещают на пьедестал 4, который устанавливают на фиксаторы контактного узла и фиксируют. Затем контактный узел устанавливают в гнездо 12 основания, при этом пьедестал 4 с транзистором 5 заходит в установочный паз 16, а диэлектрические штыри прижимают выводы транзистора 5 к полоскам отрезков полосковых линий 2 с помощью упорной пружины и крышки. За- и " . тем производят измерение параметров. п
Повьппается точность измерения путем повьппения точности калибровки держателя. 6 ил.
М
1478156
Изобретение относится к радиоиямерительной технике и может использо— ваться н измерителях комплексных параметрон сверхнысокочастотных четырех- 5 полюсникон и двухполюсникон, а именно при иэмерении комппексных параметров полосковых транзисторов и диодов с планарными выводами.
1(ель изобретения — повышение точ- 10 ности измерения путем повышения точности калибровки держателя.
На фиг. 1 приведен держатель транзисторов; на фиг. ? — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на 15 фиг. 2; на фиг. 4 и 5 — пьедестал; на фиг ° 6 — упрощенная схема измерителя комплексных параметров.
Держатель содержит два коаксиально-полосковых перехода 1, дна отрезка 20 полосковой линии 2, установленные на общем основании 3, пьедестал 4, транзистор (например ЗП602) 5, крышку 6, включенные в полосковую линию
2 направленные ответнители 7, детекторы 8, поликоровые платы 9 с согласованными нагрузками 10, контактный узел ll, размещенный в гнезде 12 основания 3, фиксатор 13 контактного узла 11, диэлектрические штыри 14, упорные пружины 15, установочный паз
16 и штифты 17.
К пьедесталу 4 (фиг. 4) с отрезком полосковой линии 18 припаяны полосковые выводы 19, а к пьедесталу 4 35 (фиг. 5) припаян полосковый вывод 19, выполняющий функцию короткоэамыкателя.
Схема измерителя комплексных параметров транзисторов содержит генератор СВЧ 20, делитель 21 мощности, 40
СВЧ-переключатели 22, свободные выходы которых нагружены на согласонан— ные нагрузки 23, согласующие транс— форматоры 24, измерители 25 комплексных коэффициентов отражений, инди- 45 катор-вольтметр 26 и держатель 27 транзисторов °
Выведем математические выражения, описывающие четырехполюсники погрешности держателя транзисторов, необходимые для его калибровки.
Параметры четырехполюсникон погрешности условно разделим на параметры входной (фиг. 6) и выходной частей, показанные н виде ориентированного графа (поз, 28 и 29 соответственно), между которыми включена S-матрица отрезка попосконой линии 30 с длиной отрезка 1 . Ориентированный граф 28 входного четырехполюсника погрешности представляет собой каскадное включение Я-матрицы коаксиально-полоскового перехода, к которому подключен однородный отрезок полосковой линии с
-180< коэффициентом передачи Се, где
S <, S <2, S2„, S22, CS-матрица
У сиально-полоскового перехода С; 1< модуль и фаза коэффициента передачи однородного отрезка полосковой линии; 1< — длина отрезка однородной полосковой линии; Р =2((/ A — фазоная постоянная. Отрезок полосковой линии считается однородным при условии слабой связи направленного отнетнителя.
Введем обозначения:
< (("< -S « А2=S<2 S2<, где S«Я„;Я <, Яг — Я-матрица каскадного соединения двух четырехполюсников.
Тогда при условии p<(=0 (в сечении
1 — 1)согласно графа получим
1—
Я<2 Яг РН
=Я + ь
22 откуда
Я« =Я« > (А< t =(Я«)= pfl» 94 =(<
=Ч, ° (1) где jp,!,imp - модуль и фаза комплексного коэффициента отражения измеряемого в сечении 2-2 при условии pö =О, (в сечении
1 — 1), В первом приближении полагаем, что S-матрица коаксиально-полоскового перехода является S-матрицей реактивного симметричного четырехполюсника, к которому подключен отрезок однородной полосковой линии беэ потерь (С=l), Используя свойство уни( тарности S -матрицы каскадного соединения, получим
l(, (- :7 Я ((,,-((,,-(2)
/А,! = P(l, ЧА =2(PA> -CPP + « где /А (,1А / и CpA, Cg(I — модули и фазы унитарной S -матрицы; (Π— фаза комплексного коэффици-1 1 ента отражения Р2, измеряемого в сечении 2-2 при условии P<, = — 1 (в сечении 1 †). (Фаза (< получена иэ условия S«(» 1, 2
Я (» 1 ° („ = -1 по формуле
1478156!
><1 я РН !
1 =
+ - -- — ---- = - 5 = -A 22 откуда
1!г
Наличие потерь в отрезке однородной полосковой линии (в том числе и потерь в области слабой связи направленного ответвителя) нарушает унитарность 8 -матрицы каскадного сое-! динения, в которой изменяются только параметры А, А (т.е. S Я,, S ). При этом для каскадного вклюгг
15 чения реактивно го четырехполюсника и однородного четырехполюсника с потерями потери условно можно отнести к известной нагрузке, подключаемой в сечении 1-1, а ее коэффициент отражения представить в виде D „ . D—
20 неизвестный комплексный коэффициент, учитывающий потери. Тогда для коэффициента отражения в сечении
2-2 при условии „ = — 1 (в сечении
1-1) получим
I I
1 =
=S + - -- -- 0- =А — — — —,—, (3)
S S D II A D
1-Б DP„ 1+A 0 откуда
Измерение комплексного коэффициента отражения 0 в сечении 2-2 при установке в держатель короткозамыкателя, показанного на фиг, 5, с р> — -1 позволяет определить коэффицициент П, являющийся множителем для параметров А, А (выражение 3).
Кроме того, коэф/ициент учитывает ошибки первого приближения по параметрам А, А . По известной величине параметра D можно определить элементы не унитарной S -матрицы каскадно45
ro соединения
IAIDO = (pI l 1- д,= Срр, (5)
) Аг =1Аг! lDl,1 д =Ц!д + ц!в
1 Aç,j = lAç (D l Чд =Ч д + Рп
50 при Р = -1, удовлетворяюших уравнению !
Аг А 1)
А — — — =A — - — -,— = О
1+А 1+А D Гг
5 3
Аналогичным образом из выражений (1), (2), (4), (5) можно определить параметры четырехполюсника погрешности выходной части пержателя В!, Вг, В > с соответствующей заменой 1, на 1 и А,, Аг, А на В!» В При калибровке держатель транзисторов работает. следующим образом. В держатель транзисторов (фиг. 1-3) вместо пьедестала 4 с транзистором 5 устанавливается пьедестал с отрезком полосковой линии (фиг, 4), После чего с помощью СВЧ-переключателя 22 (фиг. 6) на вход держателя 27 транзисторов .подается СВЧ-сигнал и с помощью согласующего трансформатора
24, подключенного со стороны выхода держателя 27,осуществляется согласование в сечении 1-1, которое регистрируется по нулевому (или минимальному) показанию индикатора-вольтметра 26, снимаемому с детектора 8 направленного ответвнтеля отраженной волны входной части держателя 27 и соответствует условию р 0. Затем проводится измерение комплексного коэффициента отражения Р на входе держателя 27, обозначенного сечением
2-2, При измерении комплексного коэф-! фициента .отражения Р! в сечении ! .2 -2 СВЧ-сигнал подается на выход держателя 27 транзисторов на входе
СВЧ-сигнал отсутствует) и с помощью согласующего трансформатора 24, подключенного со стороны входа держателя 27, осуществляется согласование в сечении 1-1, которое регистрируется по показанию индикатора-вольтметра 26, снимаемому с детектора 8 направленного ответвителя отраженной волны выходной части держателя 27, и
I соответствует условию p !I =О. Затем провс!дится измерение коэффициента
1 отражения (3, на выходе держателя 27.
Далее в держатель 27 транзисторов устанавливается пьедестал-короткозамыкатель (фиг.. 5) и в сечении 2-2, I (2 -2 измеряется комплексный коэффи-! циент короткозамыкателя p, P соответственно. По измеренным комплексным коэффициентам отражений ()(р Р ,, р г из выражений 1, 2, 4 и 5 вычисляют параметры четырехполюсников погрешности А <, Аг, Аз и Р,!, Вг, Вз.
При измерении параметров транзисторов держатель работает следующим образом. Транзистор помещают на пьедестал 4 (фиг. 1-3), который устанавливается на фиксаторы 13 контактного узла 11, при этом диэлектрические штыри 14 фиксируют транзистор 5 на
1478156!
Гк („ -В<) Г,,+В, (6) ив
1 и A» )A ç
25 л
$<2 $2» В< (S«A — g ) (S„S, -Ьк) л
S« -A< л
$ <г Sg» АзВ» (1„А,—.Д ) ($„В„-Д" ) л л
S< $у А»В» ($»< А -Д ) (Л г. В<-Л" ) /(/(! л л
i S <Аз
$«А,-h л
$ы -В.»
$„в,-д"
1 и (0«Аз Д )($ггА< Д ) 35
40 пьедестале 4. П< сле чего, контакт/п><й узел ll устанавливается в гнездо 1? основания 3, при этом пьедестал 4 с транзистором 5 заходит в установочный паз 16 основания 3 (с посадкой на штифты 17), а диэлектрические штыри 14 прижимают выводы транзистора
5 к полоскам отрезков полосковых линий 2 с помощью упорной пружины 15 и крышки 6. После чего производится измерение параметров транзистора в плоскости подключения держателя 27 транзисторов к измерителю (фиг, 6).
Измерение производится с помощью из- )В мерителей 25 комплексных коэффициентов отражений в сечениях 2-2, 2 -2
/ с последующим исключением параметров четырехполюсников погрешностей держателя, т,е. определения параметров Zp
/ транзистора в сечении 1 — 1, 1 — 1 °
При измерении входных и выходных импедансов транзисторов исключение четырехполюсников погрешности выполняется с помощью выражений л S -А<
S =S — (1-S В ) (1-А - — — -)/ А В; 2< 2< Яг г
$« л л
<2 $2< $ < !! гце Д =A,A,-A,, h, =В„вэ-ва. Иэ выражений (б) и (8) следует, что точное значение параметров четырехполюсников погрешности A », Аг, А> и Р<, Вг, В способствует повышению точности измерения параметров транэисторов, В таблице приведены основные технические характеристики известных и предлагаемого держателей транзисторов. Предлагаемый держатель транзисторов имеет более высокую точность калибровки по сравнению с известными, что обеспечивает более высокую точность измерения параметров транзистора до с0 +2K по модулю! и + 5 по фазе (не включая по грешно сти измерителя); калибруется одной калибровочной нагрузкой, не требующей аттестации; имеет более которые связаны с входным и выходным импедансами транзистора выражениями 1 — i«, 1 — P« (7) 1+ „ Bb
< где „, p — комплексные коэффициенты отражения в сечении 1 †1 — 1, ! „, p комплексные коэффициенты отражения, измеренные в сечении 2-2, 2 -2 При измерении S-параметров транл эистора измеряется $-матрица каскадного включения держателя с транзистором в сечении 2-2, 2 -2 с после/ < дующим определением S-матрицы транзистора путем исключения четырехполюсников погрешности держателя. S-параметры транзистора в сечении 1 — 1, / 1 — 1 определяются выражениями высокую повторяемость установки транзистора, что обеспечивают штифты 17 (фиг, 3).. Формула, изобретения Держатель транзисторов в устройствах для измерения электрических параметров,. содержащий два коаксиальнополосковых перехода с подключенными к ним отрезками полосковой линии, расположенных на общем основании, и контактный узел для подключения транзистора, который установлен между отрезками полосковой линии, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем увеличения точности калибровки, он снабжен двумя направленными ответвителями на связанных линиях со слабой связью, которые соединены одними своими выходами с отрезками полосковой линии, и двумя детекторами, которые подключены к свободным выходам на-. правленных ответвителей. 1478156 Характеристика +2 +5 1 (не аттестуемая) ".1 5-20 +10 3 (полосковые) Реализуемая погрешность измерения в диапазоне частот 0,1— l8 ГГц (не вкл. погр. измерителя) . Ходуль, % Фаза, Число калибровочных нагрузок Показатели держателя транзисторов Аналог (l) Прототип Предлагаемый f2) 14781 5f Корректор Н,Гунько Заказ 2359/45 Тираж 7 14 Подлисное В11ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,101 Составитель В,Садов Редактор В,Бугренкова Техред Л.Кравчук 1У
