中心議題：

• 探討正確操作加速RF器件測試的方法
• 學習二極管、RF功率三極管測試方法

解決方案：

• 采用各種數字萬用表
  、電壓源和電流源來實現測試
• 利用RF功率三極管測試

對所有的電子元件的製造商而言，測試速度都是很重要的，而對於低價格的二、三引腳元件如二、三極管來說卻更是至關重要。在RF測試能夠進行之前，必須測試這些器件的直流工作狀態。對於二極管來說

，包括正向壓降
、反響擊穿電壓和結漏電流。對於三極管，這包括不同的結擊穿電壓、結漏電流、集電極或漏極特性等。選擇正確的測試儀器並通過適當的設定
，能夠極大地加速這些測試過程。

儀器選擇

盡管可以采用各種數字萬用表(DMM)
、電壓源和電流源來實現測試，但是與將所有這些功能包含在一個單元內的測試係統相比，將占用更多的機架空間、需(xu)要(yao)學(xue)習(xi)多(duo)種(zhong)命(ming)令(ling)集(ji)，係(xi)統(tong)編(bian)程(cheng)和(he)維(wei)護(hu)也(ye)更(geng)複(fu)雜(za)。最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)
，觸(chu)發(fa)時(shi)間(jian)變(bian)複(fu)雜(za)了(le)，且(qie)觸(chu)發(fa)的(de)不(bu)確(que)定(ding)性(xing)增(zeng)加(jia)了(le)，而(er)協(xie)調(tiao)分(fen)立(li)儀(yi)器(qi)的(de)操(cao)作(zuo)增(zeng)加(jia)了(le)總(zong)線(xian)的(de)通(tong)訊(xun)流(liu)量(liang)，降(jiang)低(di)了(le)測(ce)試(shi)效(xiao)率(lv)。

要解決這些問題，首先是將幾個功能整合到一個儀器中。源-測量單元(SMU)將精密電壓源、精密電流源、電壓表
、電流表整合到一個儀器中，節約了空間並簡化了設備間的操作。其次是消除儀器和控製計算機之間的通訊延時。

降低通訊開銷

隨著儀器和計算機間的高速通訊成為可能
，通過GPIB(IEEE-488總線)lianjieweiceshidemeigebuzhoutigongminglinghekongzhi
，shideceshixitongzidonghuagengweiguangfan。jinguanzheyuyiqianxiangbiyouhendadejinbu
，danhaishijuyoumingxiandesuduxianzhi。shouxian
，GPIB需要可觀的通訊開銷。GPIB用作實時測試的另外一個缺點是控製通常來自總線的另外一端-運行Windows操作係統的PC
，Windows在通訊響應時具有顯著的延時，並且不可預測
，這使得在測試環境中使用PC作為唯一的控製器時
，多個儀器的同步幾乎是不可能的。 [page]
這個問題的解決辦法是使用GPIB對儀器進行預配置，然後讓儀器自己執行測試。許多現代儀器擁有源存儲器列表(source memory list)編程功能，允許設立和運行多達100個完整的測試序列而無須PC幹預。每個測試可包含不同的儀器配置和測試條件，可包括源的配置
、測量、條件跳轉
、數學功能和通過/失shi敗bai極ji限xian測ce試shi和he存cun儲chu功gong能neng。某mou些xie單dan元yuan可ke在zai直zhi流liu或huo脈mai衝chong模mo式shi下xia
，采cai用yong不bu同tong的de參can數shu和he時shi間jian安an排pai運yun行xing
，使shi得de有you可ke能neng減jian慢man較jiao敏min感gan的de測ce試shi

，或huo加jia速su其qi它ta測ce試shi以yi優you化hua整zheng個ge測ce試shi時shi間jian進jin程cheng。

當儀器基本上自主運行時，GPIB的角色就是測試前下載測試程序以及測試後上傳結果到PC，兩者都不幹涉實際測試。

儀器觸發

為實現簡單的電流-電壓掃描(I-V)
，SMU輸出一係列電壓同時測量對應的電流。在每個電壓級，SMU首(shou)先(xian)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)。電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)將(jiang)引(yin)起(qi)一(yi)個(ge)瞬(shun)態(tai)電(dian)流(liu)
，因(yin)此(ci)對(dui)測(ce)試(shi)完(wan)整(zheng)性(xing)而(er)言(yan)在(zai)激(ji)勵(li)和(he)測(ce)量(liang)之(zhi)間(jian)設(she)定(ding)一(yi)個(ge)合(he)適(shi)的(de)延(yan)時(shi)很(hen)關(guan)鍵(jian)。在(zai)不(bu)同(tong)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)儀(yi)器(qi)將(jiang)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)延(yan)時(shi)來(lai)產(chan)生(sheng)最(zui)佳(jia)結(jie)果(guo)。然(ran)而(er)，給(gei)測(ce)試(shi)電(dian)路(lu)附(fu)加(jia)額(e)外(wai)的(de)部(bu)件(jian)
，例(li)如(ru)長(chang)電(dian)纜(lan)
、開(kai)關(guan)矩(ju)陣(zhen)等(deng)
，這(zhe)將(jiang)改(gai)變(bian)電(dian)路(lu)的(de)瞬(shun)態(tai)特(te)性(xing)。對(dui)於(yu)高(gao)阻(zu)器(qi)件(jian)，較(jiao)長(chang)的(de)測(ce)試(shi)時(shi)間(jian)通(tong)常(chang)是(shi)必(bi)要(yao)的(de)。在(zai)這(zhe)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，用(yong)戶(hu)需(xu)要(yao)定(ding)義(yi)額(e)外(wai)的(de)延(yan)時(shi)以(yi)維(wei)持(chi)測(ce)量(liang)的(de)完(wan)整(zheng)性(xing)。

二極管的測試

我們的第一個例子包括測試儀器、器件傳遞裝置(handler)和PC(圖1)，這裏需要注意如何通過內部編程來消除大多數的GPIB通訊來加速測試。

二極管的生產測試包括驗證步驟確定待測二極管的極性

，然後測試正向壓降、反向擊穿電壓以及漏電流。

正(zheng)向(xiang)壓(ya)降(jiang)是(shi)指(zhi)在(zai)某(mou)些(xie)規(gui)定(ding)的(de)正(zheng)向(xiang)電(dian)流(liu)時(shi)二(er)極(ji)管(guan)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)，通(tong)過(guo)在(zai)二(er)極(ji)管(guan)上(shang)通(tong)過(guo)規(gui)定(ding)電(dian)流(liu)，然(ran)後(hou)在(zai)其(qi)兩(liang)端(duan)測(ce)量(liang)電(dian)壓(ya)來(lai)得(de)到(dao)。反(fan)向(xiang)擊(ji)穿(chuan)電(dian)壓(ya)(VRM或VBR)是(shi)電(dian)流(liu)突(tu)然(ran)無(wu)限(xian)增(zeng)加(jia)時(shi)的(de)反(fan)向(xiang)電(dian)壓(ya)
，這(zhe)通(tong)過(guo)施(shi)加(jia)反(fan)向(xiang)電(dian)流(liu)並(bing)測(ce)量(liang)二(er)極(ji)管(guan)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)來(lai)測(ce)量(liang)。讀(du)出(chu)的(de)電(dian)壓(ya)與(yu)特(te)定(ding)的(de)最(zui)低(di)極(ji)限(xian)相(xiang)比(bi)較(jiao)以(yi)決(jue)定(ding)測(ce)試(shi)通(tong)過(guo)或(huo)失(shi)敗(bai)。漏(lou)電(dian)流(liu)IR有時也稱為反向飽和電流，ISshigeierjiguanshijiaxiaoyufanxiangjichuandianyadeyigedianyashidedianliu

，tashitongguoshijiayigetedingdefanxiangdianyabingceliangchanshengdedianliulaidedaode。bianxiechengxulaizaiyuan/存儲器儀器的存儲器位置(memory location)中設置二極管的測試
，然後通過IEEE總線傳來的一個觸發開始執行，儀器按照存儲器中的設定編程位置執行操作，無須計算機的幹預。 [page]
RF功率三極管測試

盡管有許多類型的RF三極管存在
，但我們以異質結雙極性三極管(HBT)為例，類似的測試可用於其它器件。由於三極管是個三端器件，通常需要使用兩台SMU。圖2顯示兩台SMU連接到器件

，第一台在HBT基極和發射極之間
，第二台在發射極和集電極之間。為了獲取HBT的集電極曲線
，基極SMUshezhichengshuchudianliubingceliangdianya。shehaodiyigejijidianliuhou，zaisaomiaojidianjidianyadetongshiceliangjidianjidianliu。ranhoujijidianliuzengjiayiji
，zaicisaomiaojidianjidianyabingtongshiceliangjidianjidianliu。zhongfugaiguochengzhidaohuodebutongjijidianliuqingkuangxiasuoyoudejidianjiI-V曲線。

儀器的同步

由於希望兩台儀器都被編程(避免GPIB延遲)，我們希望測試設置中的所有儀器同步。開始，這並不成為問題。例如，如果幾台SMU擁有同樣的固件
，且采用相同的測試參數對其編程

，每一步的執行時間將相同。而困難來自存儲器位置調用和自動距離修正(auto-ranging)步驟，這些步驟花費的時間不確定。

在類似這種情況下需要使用一個外部的、zhuanmendechufakongzhiqi
，yibaozhengduogeyiqideceliangtongshifasheng。zaiceshixitongcaiyonglebutongchangjiadeshebei
，huozhejishilaizitongyangchangjiadanchufafangfabutongshi，zhetebieyouyong。

過程如下所述(采用的實例參照了Keithley儀器

，但類似的辦法可用於其它廠家的儀器)：

1．觸發控製器輸出一個觸發信號到每台儀器。

2．從存儲器調用源存儲器位置。

3．使能所有儀器的源輸出。

4．每台儀器按照用戶定義的延時執行。

5．一旦完成延時操作每台儀器給控製器輸出一個觸發信號。

6。觸發控製器等待每台儀器輸出的觸發信號(延時輸出)。

7．觸發控製器給每台儀器發送一個觸發信號(測量輸入)。

8．每台儀器開始測量操作。

9．完成測量後，每台儀器給控製器發出一個觸發信號。

10．觸發控製器等待每台儀器輸出的觸發信號(測量輸出)。

11．回到步驟1開始下一測試。

特定的三極管測試

HBT通常有兩個重要的擊穿電壓需要測量：第一個是集電極-發射極擊穿電壓，可在基極開路或短路時測，圖3a顯示基極開路(BVCEO或V (BR)CEO)下測量集電極-發射極擊穿電壓的設置，圖3b顯示基極短路(BVCES或V(BR)CES)情況下測量集電極-發射極擊穿電壓的設置。另一個擊穿電壓是集電極-基極擊穿電壓(BVCBO或V(BR)CBO)
，通常射極開路測量，圖3c顯示了該測試設置。在這些測量中，源-測量單元掃描HBT上的電壓同時測量電流。在達到擊穿電壓之前，電流將保持非常恒定，達到擊穿電壓後
，電流將突然增加。
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通常RF功率三極管要測的其他參數有集電極-發射極持續電壓
，BVCEO(sus)或VCE(sus)，在基極-發射極之間的結上采用反向偏置時集電極-發射極的擊穿電壓(BVCEV或BVCEX),以及集電極開路時的發射極-基極擊穿電壓(BVEBO)。

結漏電流

描miao述shu器qi件jian關guan斷duan時shi的de漏lou電dian流liu也ye非fei常chang重zhong要yao，因yin為wei在zai器qi件jian不bu工gong作zuo時shi，漏lou電dian流liu將jiang浪lang費fei功gong率lv
，會hui縮suo短duan電dian池chi供gong電dian設she備bei的de工gong作zuo時shi間jian。最zui常chang測ce量liang的de漏lou電dian流liu參can數shu是shi集ji電dian極ji關guan斷duan電dian流liu(ICBO)
，在集電極和基極之間測量，發射極開路(圖3c)。基極反向偏置漏電流
，也稱為發射極關斷電流或發射極-基極關斷電流(IEBO)，是另一個最重要的漏電流，它是器件關斷時基極的漏電流。