CN110286251A - 一种晶体管负载牵引测试夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，包括：第一电路板；第一微带线，设置于第一电路板上；栅极供电模块，设置于第一电路板上；栅极供电模块包括第一供电电路、第二供电电路、电阻和第一电感；第一供电电路的输出端与电阻的第一端相连，电阻的第二端与第二供电电路的输入端相连，第二供电电路的输出端与第一电感的第一端相连，第一电感的第二端与第一微带线相连；第二电路板；第二微带线，用于连接待测试的晶体管的漏极。通过栅极供电模块中第一供电电路通过电阻与第二供电电路相连，第二供电电路通过第一电感与第一微带线相连，提高了晶体管的稳定性，解决了低频电源杂波所造成的晶体管上电自激等测试安全性问题。

Description

一种晶体管负载牵引测试夹具

技术领域

本发明涉及半导体检测技术领域，尤其涉及一种晶体管负载牵引测试夹具。

背景技术

负载牵引测试是通过以阻抗调谐器为核心测试功率晶体管在特定的偏置、频率、输入功率和外部环境参数等条件下不同的阻抗的功率效率特性，并以此来指导封装功率管内匹配与外匹配设计。负载牵引测试是功率晶体管设计的起点，可以大幅促进功率晶体管设计进程。

传统的负载牵引测试夹具宽频带可适用性性能优异，在低频段时，传统的负载牵引测试夹具不能抵抗晶体管的自激震荡，使负载牵引测试夹具损坏。

发明内容

本发明实施例提供了一种晶体管负载牵引测试夹具，旨在解决目前负载牵引测试夹具不能抵抗低频段时晶体管的自激震荡的问题。

本发明实施例提供了一种晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，包括：

第一电路板；

第一微带线，设置于所述第一电路板上，用于连接待测试的晶体管的栅极；

栅极供电模块，设置于所述第一电路板上；所述栅极供电模块包括第一供电电路、第二供电电路、电阻和第一电感；所述第一供电电路的输入端用于连接外部电源，所述第一供电电路的输出端与所述电阻的第一端相连，所述电阻的第二端与所述第二供电电路的输入端相连，所述第二供电电路的输出端与所述第一电感的第一端相连，所述第一电感的第二端与所述第一微带线相连；

第二电路板，与所述第一电路板相对设置；

第二微带线，设置于所述第二电路板上，用于连接所述待测试的晶体管的漏极。

在本申请的实施例中，还包括第一电磁屏蔽地结构，设置于所述第一电路板上；

所述第一电磁屏蔽地结构为设有第一开口的环绕结构；所述栅极供电模块的第二部分设置在所述第一电磁屏蔽地结构的外部，所述栅极供电模块的第一部分经过所述第一开口延伸至所述第一电磁屏蔽地结构的内部，所述栅极供电模块的第二部分包括第一电感的第二端。

在本申请的实施例中，所述栅极供电模块还包括至少一个第一电容；

所述第一电容的第一端与所述第一供电电路或所述第二供电电路相连，所述第一电容的第二端与所述第一电磁屏蔽地结构相连。

在本申请的实施例中，第一电感为6-10nH空心绕线电感。

在本申请的实施例中，所述第二电路板上设有漏极供电模块；

所述漏极供电模块包括第三供电电路、第四供电电路、电流采样线和第二电感；

所述第三供电电路的输入端用于连接外部电源，所述第三供电电路的输出端与所述电流采样线的第一端相连，所述电流采样线的第二端与所述第四供电电路的输入端相连，所述第四供电电路的输出端与所述第二电感的第一端相连，所述第二电感的第二端与所述第二微带线相连。

在本申请的实施例中，所述第二电路板上还设有第二电磁屏蔽地结构；

所述第二电磁屏蔽地结构为设有第二开口的环绕结构；所述漏极供电模块的第二部分设置在所述第二电磁屏蔽地结构的外部，所述漏极供电模块的第一部分经过所述第一开口延伸至所述第二电磁屏蔽地结构的内部，所述漏极供电模块的第二部分包括第二电感的第二端。

在本申请的实施例中，所述漏极供电模块还包括至少一个第二电容；

所述第二电容的第一端与所述第四供电电路或所述第三供电电路相连，所述第二电容的第二端与所述第二电磁屏蔽地结构相连。

在本申请的实施例中，所述栅极供电模块位于所述第一电路板上的第一微带线的一侧，所述第一微带线的另一侧设有备用栅极供电模块，所述备用栅极供电模块与所述栅极供电模块结构相同的。

在本申请的实施例中，所述漏极供电模块位于所述第二电路板上的第二微带线的一侧所述第二微带线的另一侧设有备用漏极供电模块，所述备用漏极供电模块与所述漏极供电模块结构相同的。

在本申请的实施例中，还包括：

第一电路板载块，所述第一电路板载块上设有第一电路板，用于固定所述第一电路板；

第二电路板载块，所述第二电路板载块上设有第二电路板，用于固定所述第二电路板；

晶体管载块，所述晶体管载块设置于第一微带线的输出端和所述第二微带线的输出端之间，用于固定晶体管。

本发明通过栅极供电模块中第一供电电路通过电阻与第二供电电路相连，第二供电电路通过第一电感与第一微带线相连，在低频段，电感扼流能力较弱，电阻成分明显，提高了晶体管的稳定性，解决了低频电源杂波所造成的晶体管上电自激等测试安全性问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的第一电路板的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的第二电路板的结构示意图；

图3为本发明的一个实施例提供的晶体管负载牵引测试夹具的结构示意图；

图4为现有技术负载牵引测试夹具采用四分之一波长供电线时的仿真图；

图5为现有技术负载牵引测试夹具采用电阻供电时的仿真图；

图6为本发明的仿真图。

其中：100、第一电路板；200、第二电路板；300、第一电路板载块；400、第二电路板载块；500、晶体管载块；1、第一微带线；2、第一电感；3、第二供电电路；4、电容C1；5、电阻；6、第一供电电路；7、电容C2；8、电容C3；9、第一电磁屏蔽地结构；10、电容C4；11、备用栅极供电模块；12、第二微带线；13、第二电感；14、电容C5；15、电容C6；16、电容C7；17、第二电磁屏蔽地结构；18、电流采样线；19、电容C8；20、第三供电电路；21、备用漏极供电模块；22、第四供电电路。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。

本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细地描述：

图1-3示出了本发明一实施例所提供的一种晶体管负载牵引测试夹具，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1-2所示，本发明实施例所提供的一种晶体管负载牵引测试夹具，包括：

第一电路板100；

第一微带线1，设置于所述第一电路板100上，用于连接待测试的晶体管的栅极；

栅极供电模块，设置于所述第一电路板100上；所述栅极供电模块包括第一供电电路6、第二供电电路3、电阻5和第一电感2；所述第一供电电路6的输入端用于连接外部电源，所述第一供电电路6的输出端与所述电阻5的第一端相连，所述电阻5的第二端与所述第二供电电路3的输入端相连，所述第二供电电路3的输出端与所述第一电感2的第一端相连，所述第一电感2的第二端与所述第一微带线1相连；

第二电路板200，与所述第一电路板100相对设置；

第二微带线12，设置于所述第二电路板200上，用于连接所述待测试的晶体管的漏极。

在本实施例中，信号从N型母头输入，经过第一电路板100、功率管、第二电路板200，再从N型公头输出。

本发明实施例中，栅极供电模块通过电阻5阻值和空心绕线第一电感2感值的优选，利用电感高低频对信号扼流能力的差异，保障测试夹具的工作性能：在低频段，电感扼流能力较弱，电阻5成分明显，提高了晶体管的稳定性，解决了低频电源杂波所造成的晶体管上电自激等测试安全性问题；在微波工作频段，电感扼流能力强，射频信号极少受电阻5影响，电路插入损耗低，实阻变换电路射频性能优异，能有效保证负载牵引系统源阻抗调谐器的阻抗调谐范围。

在本实施例中，晶体管的栅极和漏极通过压块压在微带线上。

在本发明的实施例中，第一供电电路6是由微带线组成的；第二供电电路3是由微带线组成的。

在本发明的实施例中，第一微带线1的另一端晶体管的栅极相连。第一微带线1一端参考阻抗50Ohm，与N型母头相连；另一端参考阻抗较小，常见的6Ohm、10Ohm、20Ohm，作用在于对晶体管进行预匹配，降低功率管输出的不匹配程度以避免大量功率反射对系统的待测件的潜在危害，并提高测试精确度。

在本发明的实施例中，第二微带线12的一端与N型公头相连。第二微带线12的另一端晶体管的漏极相连。

在本发明的实施例中，第一电路板100的偏置电路供电方式为：电源经过供电电线将栅压输入至第一供电电路6，在经过电阻5、第二供电电路3、第一电感2和第一微带线1，最终供给压接在第一微带线1上的晶体管的栅极供电。

在本发明的实施例中，还包括第一电磁屏蔽地结构90，设置于所述第一电路板100上；

所述第一电磁屏蔽地结构90为设有第一开口的环绕结构；所述栅极供电模块的第二部分设置在所述第一电磁屏蔽地结构90的外部，所述栅极供电模块的第一部分经过所述第一开口延伸至所述第一电磁屏蔽地结构90的内部，所述栅极供电模块的第二部分包括第一电感2的第二端。

在本发明的实施例中，栅极供电模块还包括至少一个第一电容；

所述第一电容的第一端与所述第一供电电路6或所述第二供电电路3相连，所述第一电容的第二端与所述第一电磁屏蔽地结构90相连。

如图1所示，在本实施例中，第一电容有四个，分别为电容C1 4、电容C2 7、电容C28和电容C4 10；

所述电容C1 4的第一端与所述第二供电电路3相连，所述电容C1 4的第二端与所述第一电磁屏蔽地结构90相连，所述电容C2 7的第一端与所述第一供电电路6相连，所述电容C2 7的第二端与所述第一电磁屏蔽地结构90相连，电容C2 8的第一端与所述第一供电电路6相连，所述电容C2 8的第二端与所述第一电磁屏蔽地结构90相连，电容C4 10的第一端与所述第一供电电路6相连，所述电容C4 10的第二端与所述第一电磁屏蔽地结构90相连。

在本实施例中，电容的作用是滤除电源杂波。

在本实施例中，电容C1 4为8.2pF，电容C2 7为220nF，电容C2 8为4.7uF电容C4 10为220uF。电容C4 10为去偶电容，滤除射频波。电容C1 4、电容C2 7和电容C2 8为滤波电容，滤除低频杂波。

在本发明的实施例中，第一电感2为6-10nH空心绕线电感。优选的为8.2nH空心绕线电感，电阻5为10ohm，电阻5与第一电感2配合抑制低频振荡，第一电感2可以根据需要选择，可以是贴片电感，电感值在保证待测功率管不自激的前提下进行调整以降低供电电路对夹具损耗的影响。

如图2所示，在本发明的实施例中，第二电路板200上设有漏极供电模块；

所述漏极供电模块包括第三供电电路20、第四供电电路22、电流采样线18和第二电感13；

所述第三供电电路20的输入端用于连接外部电源，所述第三供电电路20的输出端与所述电流采样线18的第一端相连，所述电流采样线18的第二端与所述第四供电电路22的输入端相连，所述第四供电电路22的输出端与所述第二电感13的第一端相连，所述第二电感13的第二端与所述第二微带线12相连。

在本实施例中，第二电感13为空心绕线电感。这是由于其耐流能力较强，工作频带合适，也可以根据具体应用场景选择其他形式的电感，如锥形电感等；电感感值可选取更大值，以实现更优的阻抗可调谐范围。第二电感13为空心绕线电感最大程度上保障输出第二电路板200的低损耗特性，从而保障输出电路板的高阻抗可调谐范围。

在本实施例中，第四供电电路22为供电孤岛，电流采样线18为采样铜线。

在本实施例中，电源从第三供电电路20进入，经过电流采样线18、第四供电电路22、第二电感13，最终给压接在第二微带线12上的晶体管漏极供电。

如图2所示，在本发明的实施例中，第二电路板200上还设有第二电磁屏蔽地结构17；

所述第二电磁屏蔽地结构17为设有第二开口的环绕结构；所述漏极供电模块的第二部分设置在所述第二电磁屏蔽地结构17的外部，所述漏极供电模块的第一部分经过所述第一开口延伸至所述第二电磁屏蔽地结构17的内部，所述漏极供电模块的第二部分包括第二电感13的第二端。

如图2所示，在本发明的实施例中，漏极供电模块还包括至少一个第二电容；

所述第二电容的第一端与所述第四供电电路22或所述第三供电电路20相连，所述第二电容的第二端与所述第二电磁屏蔽地结构17相连。

在本实施例中，电容的作用是滤除电源杂波。

第二电容为四个，分别为电容C5 14、电容C6 15、电容C7 16和电容C8 19；

所述电容C5 14的第一端与所述第四供电电路22相连，所述电容C5 14的第二端与所述第二电磁屏蔽地结构17相连，所述电容C6 15的第一端与所述第四供电电路22相连，所述电容C6 15的第二端与所述第二电磁屏蔽地结构17相连，电容C7 16的第一端与所述第四供电电路22相连，所述电容C7 16的第二端与所述第二电磁屏蔽地结构17相连，电容C8 19的第一端与所述第三供电电路20相连，所述电容C8 19的第二端与所述第二电磁屏蔽地结构17相连。

如图1所示，在本发明的实施例中，栅极供电模块位于所述第一电路板100上的第一微带线1的一侧，所述第一微带线1的另一侧设有备用栅极供电模块11，所述备用栅极供电模块11与所述栅极供电模块结构相同的。

在本实施例中，备用栅极供电模块11被第三电磁屏蔽地结构包围，第三电磁屏蔽地结构为设有第三开口的环绕结构；所述备用栅极供电模块11的第二部分设置在所述第三电磁屏蔽地结构的外部，所述备用栅极供电模块11的第一部分经过所述第三开口延伸至所述第三电磁屏蔽地结构的内部，所述备用栅极供电模块11的第二部分包括第三电感的第二端。

第一微带线1上下两部分完全相同。

如图2所示，在本发明的实施例中，漏极供电模块位于所述第二电路板200上的第二微带线12的一侧所述第二微带线12的另一侧设有备用漏极供电模块21，所述备用漏极供电模块21与所述漏极供电模块结构相同的。

在本实施例中，备用漏极供电模块21被第四电磁屏蔽地结构包围，第四电磁屏蔽地结构为设有第四开口的环绕结构；所述备用漏极供电模块21的第二部分设置在所述第四电磁屏蔽地结构的外部，所述备用漏极供电模块21的第一部分经过所述第四开口延伸至所述第四电磁屏蔽地结构的内部，所述备用漏极供电模块21的第二部分包括第四电感的第二端。

第二微带线12上下两部分完全相同。

在本实施例中，备用供电模块为冗余设计，在一侧电路损坏时，可以替代使用。

如图3所示，在本发明的实施例中，还包括：

第一电路板载块300，所述第一电路板载块300上设有第一电路板100，用于固定所述第一电路板100；

第二电路板载块400，所述第二电路板载块400上设有第二电路板200，用于固定所述第二电路板200；

晶体管载块500，所述晶体管载块500设置于第一微带线1的输出端和所述第二微带线12的输出端之间，用于固定晶体管。

在本实施例中，晶体管载块500设有凹槽，晶体管放置在凹槽中，晶体管通过压接装置接地法兰压接在晶体管载块500上。

在具体应用中，如图4-6所示，为本发明与现有技术方案仿真对比图，从仿真对比可以看出，以5GHz为中心频率四分之一波长线供电方案在宽频带内阻值波动大，夹具在频率高端损耗过大不可用；输入加电阻供电，虽然适用频带宽，但频率低端损耗大，整体阻值波动较大；本方案可以在更宽的频带内提供低插损稳定实阻，保障待测件源端的阻抗可调谐范围。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，包括：

第一电路板；

第一微带线，设置于所述第一电路板上，用于连接待测试的晶体管的栅极；

栅极供电模块，设置于所述第一电路板上；所述栅极供电模块包括第一供电电路、第二供电电路、电阻和第一电感；所述第一供电电路的输入端用于连接外部电源，所述第一供电电路的输出端与所述电阻的第一端相连，所述电阻的第二端与所述第二供电电路的输入端相连，所述第二供电电路的输出端与所述第一电感的第一端相连，所述第一电感的第二端与所述第一微带线相连；

第二电路板，与所述第一电路板相对设置；

第二微带线，设置于所述第二电路板上，用于连接所述待测试的晶体管的漏极。

2.如权利要求1所述的晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，还包括第一电磁屏蔽地结构，设置于所述第一电路板上；

所述第一电磁屏蔽地结构为设有第一开口的环绕结构；所述栅极供电模块的第二部分设置在所述第一电磁屏蔽地结构的外部，所述栅极供电模块的第一部分经过所述第一开口延伸至所述第一电磁屏蔽地结构的内部，所述栅极供电模块的第二部分包括第一电感的第二端。

3.如权利要求2所述的晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，所述栅极供电模块还包括至少一个第一电容；

所述第一电容的第一端与所述第一供电电路或所述第二供电电路相连，所述第一电容的第二端与所述第一电磁屏蔽地结构相连。

4.如权利要求1所述的晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，第一电感为6-10nH空心绕线电感。

5.如权利要求1所述的晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，所述第二电路板上设有漏极供电模块；

所述漏极供电模块包括第三供电电路、第四供电电路、电流采样线和第二电感；

所述第三供电电路的输入端用于连接外部电源，所述第三供电电路的输出端与所述电流采样线的第一端相连，所述电流采样线的第二端与所述第四供电电路的输入端相连，所述第四供电电路的输出端与所述第二电感的第一端相连，所述第二电感的第二端与所述第二微带线相连。

6.如权利要求5所述的晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，所述第二电路板上还设有第二电磁屏蔽地结构；

所述第二电磁屏蔽地结构为设有第二开口的环绕结构；所述漏极供电模块的第二部分设置在所述第二电磁屏蔽地结构的外部，所述漏极供电模块的第一部分经过所述第一开口延伸至所述第二电磁屏蔽地结构的内部，所述漏极供电模块的第二部分包括第二电感的第二端。

7.如权利要求6所述的晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，所述漏极供电模块还包括至少一个第二电容；

所述第二电容的第一端与所述第四供电电路或所述第三供电电路相连，所述第二电容的第二端与所述第二电磁屏蔽地结构相连。

8.如权利要求1所述的晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，所述栅极供电模块位于所述第一电路板上的第一微带线的一侧，所述第一微带线的另一侧设有备用栅极供电模块，所述备用栅极供电模块与所述栅极供电模块结构相同的。

9.如权利要求1所述的晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，所述漏极供电模块位于所述第二电路板上的第二微带线的一侧所述第二微带线的另一侧设有备用漏极供电模块，所述备用漏极供电模块与所述漏极供电模块结构相同的。

10.如权利要求1所述的晶体管负载牵引测试夹具，其特征在于，还包括：

第一电路板载块，所述第一电路板载块上设有第一电路板，用于固定所述第一电路板；

第二电路板载块，所述第二电路板载块上设有第二电路板，用于固定所述第二电路板；

晶体管载块，所述晶体管载块设置于第一微带线的输出端和所述第二微带线的输出端之间，用于固定晶体管。