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微波半导体芯片测试解决方案

使用3986噪声系数分析仪和3672矢量网络分析仪的低噪放测试流程


  来源: 中电仪器 时间:2019-11-19 编辑:仪商清风
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目前,低噪声放大器芯片在设计、生产、检验和应用等环节需要使用在片测试设备,但目前各研究机构、单位或公司主要使用国外微波测试产品。本公司的3986噪声系数分析仪,一体化最高频率高达67GHz,可应用于低噪声放大器芯片噪声系数的高精度快速测试。


本文针对低噪声放大器芯片噪声系数和增益的快速测试问题,设计了On-wafer测试试验,搭建基于3986噪声系数分析仪、3672系列矢量网络分析仪的测试系统,测试系统如图1所示。通过对某型号低噪声放大器芯片的测试,测得芯片的噪声系数和增益,并对比了测试曲线与厂家提供的指标曲线,验证测试系统正确性。


图1 低噪声放大器芯片测试系统框图


1 系统组成
低噪声放大器芯片测试系统组成如图2所示,此系统主要组成为:
(1)噪声系数分析仪。型号3986E,频段10MHz~26.5GHz。
(2)矢量网络分析仪。型号3672D,频段10MHz~50GHz。
(3)噪声源。频段10MHz~26.5GHz。
(4)探针台。型号:CASCADE 12652B-6。
(5)探针。GSG探针2个,直流探针2个。
(6)在片校准片。型号:CASCADE 101-190C。
(7)同轴校准件。
(8)直流电源。型号:大华DH1715A-3型直流双路跟踪稳压稳流电源。
(9)低噪声放大器芯片(被测件)。频段2.6~3.8GHz;电压+5V@42mA。
(10)电缆。稳幅稳相电缆2根,测试线缆2根。


图2 低噪声放大器芯片测试系统组成


2 测试流程
2.1 系统设置
(1)开启噪声系数分析仪和矢量网络分析仪,预热充分。
(2)根据芯片的测试要求及预测试分析,设置噪声系数分析仪起始频率为2.6GHz,终止频率3.8GHz,扫描点数21点。相关参数及设置方法如表1所示。

表1 噪声系数分析仪相关参数及设置方法


(3)根据芯片的测试要求及预测试分析,设置矢量网络分析仪的起始频率为2.6GHz,终止频率3.8GHz,扫描点数21点,测试轨迹为S21。相关参数及设置方法如表2所示。


表2 矢量网络分析仪相关参数及设置方法


2.2 系统校准
(1)校准噪声系数分析仪
噪声系数分析仪连接噪声源后,点击【校准】校准噪声系数分析仪主机。
(2)校准矢量网络分析仪
矢量网络分析仪两端口分别接稳幅稳相电缆,用同轴校准件对其进行SOLT校准,如图3所示(详细校准步骤请参阅相关资料,在此不再详述)。

图3 矢量网络分析仪校准


(3)用矢量网络分析仪测试探针等附件损耗S21

将图3中的校准件取下,将稳幅稳相电缆连接线缆,线缆另一端接探针,探针扎在在片校准片的直通件上使两个端口连通,连接示意图如图4所示。
在矢量网络分析仪中点击[文件]→[另存为],保存测试数据为s.csv文件。其中S21数据即为所需损耗。


图4 矢量网络分析仪在片损耗测试连接


(4)计算并设置损耗补偿
损耗补偿是在噪声系数分析仪校准后、测试开始前,需要添加到噪声系数分析仪中的数据,作用是补偿掉线缆、探针带来的损耗。损耗补偿分为DUT前和DUT后两部分,每一部分值为:-|S21|/2,DUT前/后损耗数据如表3所示。


表3 DUT前/后损耗数据表


点击【损耗补偿】→[DUT前表格]→[损耗补偿表]→[DUT前表格],编辑损耗补偿表,将频率点和损耗数据输入。按照同样方法,将DUT后补偿表输入完成。


2.3 系统测试
(1)连接测试芯片
将噪声源输出端口连接到测试线缆,另一根线缆连接噪声系数分析仪输入端口。取下在片校准片,替换为低噪声放大器芯片,用直流电源为其供电,同时对载物台接地。低噪声放大器显微图片和测试连接示意图如图5所示。

图5 低噪声放大器测试连接


关键词:半导体 芯片测试 解决方案    浏览量:728

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