射頻功率器件測試介紹

1、射頻功率器件測試簡介Ryan Li2016射頻功率放大器介紹(1) 無線通信系統(tǒng)發(fā)射鏈路：射頻功率放大器(射頻功放 RF PA)：射頻功率放大器是發(fā)送設備的重要組成部分。射頻功率放大器的主要技術指標是輸出功率與效率。除此之外，輸出中的諧波分量還應該盡可能地小，以避免對其他頻道產(chǎn)生干擾。1射頻功率放大器介紹(2) 射頻功放器及射頻功放電路：2射頻功率放大器介紹(3) 射頻功放的分類：射頻功率放大器按照電流導通角的不同分類，可分為甲(A)類、甲乙(AB)類、乙(B)類、丙(C)類。射頻功率放大器按工作狀態(tài)分類，可分為線性放大和非線性放大兩種。線性放大器的效率最高只能達到50，而非線性放大器則具有較

2、高的效率。射頻功率放大器通常工作于非線性狀態(tài)，屬于非線性電路。3射頻功率放大器介紹(4) 射頻功放的主要指標：射頻功率放大器電路設計需要對輸出功率、激勵電平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等問題進行綜合考慮。 射頻功率放大器的主要技術指標是輸出功率與效率，是研究射頻功率放大器的關鍵。除此之外，射頻功率放大器的指標還有：帶內(nèi)波動(增益平坦度)；峰均比；1dB壓縮點&3dB壓縮點；三階交調(diào)；噪聲系數(shù)；端口回波和駐波；電壓駐波比(VSWR)；相位噪聲而對功率晶體管的要求，主要是考慮擊穿電壓、最大集電極電流和最大管耗等參數(shù)。4射頻功率放大器介紹(5) 射頻功放電路的匹配：針對不同參數(shù)的優(yōu)化,具有

3、不同的輸入匹配要求。典型的有最大增益，最佳線性，最高效率。一般效率的優(yōu)化會帶來增益的降低。 消除諧波可以通過輸入和輸出匹配來實現(xiàn)。功率放大器的輸出匹配非常重要。最佳的輸出匹配可以得到盡可能多的輸出功率，降低噪聲獲得更好的性能。不同的輸出匹配會產(chǎn)生不同的損耗，使得放大器的效率不同，帶寬不同。5射頻功率放大器介紹(6) 射頻功放電路的匹配：通信系統(tǒng)端口阻抗：50；有線電視系統(tǒng)端口阻抗：75 微帶線階梯阻抗變換器 微帶線連續(xù)阻抗變換器6射頻功率器件介紹 RF(Radio frequency)射電頻率 一般是300KHz300GHz的輻射到空間的電磁頻率 Power 功率 一般輸出功率達到mW(毫瓦)

4、級別以上的器件稱為功率器件 RF Power Device(射頻功率器件) VDMOSFET(垂直擴散金屬絕緣體半導體場效應管) LDMOSFET(橫向擴散金屬絕緣體半導體場效應管) GaN-HEMT(氮化鎵-高電子遷移率晶體管) GaAs-HEMT(砷化鎵-高電子遷移率晶體管) SiC(碳化硅) Pin(磷化銦) 石墨烯 功率器件7射頻功率器件橫切面結構圖 VDMOS LDMOS GaN-HEMT GaAs-HEMT8直流參數(shù)(LDMOS)BVdss（漏源反向擊穿電壓）（漏源反向擊穿電壓）該參數(shù)表征的是漏源間寄生二極管反向耐壓值，其主要體現(xiàn)于MOS結構的外延區(qū)域，LDMOS因為采用Resur

5、f技術，使雪崩擊穿點不會發(fā)生在外延面上，從而有效的提高了雪崩擊穿電壓。10直流參數(shù)(LDMOS)Vgs(th)（柵源閾值電壓（柵源閾值電壓/柵源開啟電壓）柵源開啟電壓）該參數(shù)表征的是作為一個電壓控制電流器件的關鍵參數(shù)，其主要體現(xiàn)于器件核心區(qū)域?qū)щ姕系烙捎跂艠O電壓的變化，在摻雜反型區(qū)域的傳導能力。在器件的使用中，需要參考該值以及應用環(huán)境所需要的工作類型來妥善選取。11直流參數(shù)(LDMOS)Rdon（漏源導通電阻）（漏源導通電阻）該參數(shù)表征的是器件在完全開啟的狀態(tài)下，存在于漏源之間的器件本征的直流電阻（直流功耗），一個良好的器件的漏電流一般忽略不計的情況下，器件的本征直流功耗就全部體現(xiàn)于存在于電流

6、流過的漏源通路中。形成器件的實際測試中，該參數(shù)一般的值在m級別，一個良好的器件該參數(shù)一定會是越小越好。12直流參數(shù)(LDMOS)g(fs) / gm（前向跨導）該參數(shù)表征的是隨著柵極電壓的變化漏極電流的變化程度，這個參數(shù)與柵極和溝道存在著極其密切的關系。 13熱阻參數(shù)(LDMOS)R JC（結（結-殼熱阻）殼熱阻）該參數(shù)表征的是器件在工作時所產(chǎn)生的熱從核心區(qū)域到應用環(huán)境的散布途徑和散布能力。這主要取決于這個途徑上使用的材料的熱導系數(shù)和使用材料的厚度以及不同材料之間的熱傳導能力。而目前常用材料的熱導系數(shù)都是比較高的，如硅，鋁，銅，銀，金以及一些合金等等，這樣它們這些材料的接觸面就成了影響該參數(shù)的重要因素。 14電容參數(shù)(LDMOS) 15射頻參數(shù)(LDMOS) 17射頻參數(shù)(LDMOS)18P-1dB壓縮點 & P-3dB壓縮點 在非線性射頻功率放大器中，輸出功率小時隨著輸入功率線性變化(即線性增益)，而當輸出功率增大到一定程度時與輸入功率的變化不再呈線性變化，我們定義P-1dB是指增益壓縮1dB時候的最大輸出功率；而P-3dB是指增益壓縮3dB時的最大功率，通常稱為飽和功率(Psat)。射頻參數(shù)(LDMOS)20輸入輸出諧振點： 射頻