CN114217195B - 功率器件传输参数去嵌装置及负载牵引测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及功率器件的测量技术领域，尤其涉及一种功率器件传输参数去嵌装置及负载牵引测试系统，本发明装置包括预匹配电路以及校准件；预匹配电路用于连接功率器件与测试电路，并将阻抗变换至测试设备相应的测试范围。校准件用于获取夹具的全效应传输参数，在测试目标功率器件获取测试数据之后，根据全效应传输参数以及测试数据计算目标功率器件的传输参数，而全效应传输参数为包括不连续效应的去嵌参数，即本发明将现有技术中忽略的夹具和待测器件间的结构不连续性效应考虑在内，而随着DFN/QFN等小体积窄引脚功率器件的普及，功率器件适用频率的升高，不连续效应带来的阻抗偏移变得越来越无法忽略，因此本发明能够提高功率器件测试参数的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及功率器件的测量技术领域，尤其涉及一种功率器件传输参数去嵌装置及负载牵引测试系统。
背景技术
功率器件需要负载牵引测试，来确定其在特定偏置、频率、输入功率和外部环境参数下的特性，辅助功率器件内外匹配设计。通常功率器件具有低输出阻抗，而负载牵引测试环境与多数射频微波电路系统一致是以50ohm为圆心的阻抗覆盖区域。
功率器件输出阻抗与50ohm间存在较高的驻波比，高驻波比测试会引入一系列问题：负载牵引系统在高驻波比区域测试精度更低，功率器件与负载牵引测试系统的间的强失配导致器件和系统都容易收到损伤，功率器件优化阻抗区域，如功率优化区域、效率优化区域等可能超出负载牵引系统的阻抗覆盖范围而无法测得。
通过阻抗变换技术可以解决功率器件的高驻波比测试问题，即在功率器件和负载牵引系统之间，引入低阻到50ohm阻抗变换电路，对功率器件进行预匹配，预匹配后的待测电路与50ohm间的驻波比大幅降低，使得负载牵引系统可以准确安全的测试预匹配后功率器件参数。为了获取功率器件本身参数，要对预匹配后功率器件参数进行去嵌入，即去除掉该参数中预匹配电路的影响，仅保留器件本身参数。
基于此，针对负载牵引测量功率器件参数不准确的问题，需要开发设计出一种功率器件传输参数去嵌装置。
发明内容
本发明实施方式提供了一种功率器件传输参数去嵌装置及负载牵引测试系统，用于解决负载牵引测量功率器件参数不准确的问题。
第一方面，本发明实施方式提供了一种功率器件传输参数去嵌装置，包括：
预匹配电路以及校准件；
所述预匹配电路包括：预匹配输入电路、预匹配接地贴装电路以及预匹配输出电路；
所述预匹配输入电路用于将功率器件的输入端与测试设备进行连接；
所述预匹配输出电路用于将所述功率器件的输出端与所述测试设备进行连接；所述预匹配接地贴装电路用于将所述功率器件相应引脚接地；
所述校准件包括：第一开路校准件以及第二开路校准件，其中，所述第一开路校准件的传输参数以及所述第二开路校准件的传输参数已知；
所述第一开路校准件用于将所述预匹配输入电路与所述测试设备连接以获取第一级联电路传输参数；
所述第二开路校准件用于将所述预匹配输出电路与所述测试设备连接以获取第二级联电路传输参数。
在一种可能实现的方式中，所述预匹配电路还包括：直通校准件以及延迟校准件；
所述直通校准件、所述延迟校准件、所述第一开路校准件以及所述第二开路校准件分别用于通过所述测试设备获取直通参数、延迟参数、第一直通参数以及第二直通参数；所述第一开路校准件的传输参数以及所述第二开路校准件的传输参数分别根据所述直通参数、所述延迟参数、所述第一直通参数以及所述第二直通参数确定。
在一种可能实现的方式中，所述直通校准件、所述延迟校准件、所述第一开路校准件以及所述第二开路校准件均基于TRL校准算法设计、呈长条状的覆铜区域，所述第一开路校准件以及所述第二开路校准件均包括一个与所述功率器件引脚宽度相同的端。
在一种可能实现的方式中，所述预匹配输入电路设有输入阻抗变换结构，所述预匹配输出电路设有输出阻抗变换结构，所述输入阻抗变换结构以及所述输出阻抗变换结构用于所述将功率器件的阻抗变换至所述测试设备的阻抗覆盖区域。
在一种可能实现的方式中，所述输入阻抗变换结构以及所述输出阻抗变换结构均包括：阻焊层覆盖区、第一阻焊层开窗区以及第二阻焊层开窗区，所述阻焊层覆盖区、第一阻焊层开窗区以及第二阻焊层开窗区相连构成一个整体的覆铜区域，在所述覆铜区域对应所述阻焊层覆盖区的部位设有绝缘层，所述第一阻焊层开窗区形状以及尺寸与所述功率器件的引脚尺寸相同。
在一种可能实现的方式中，所述输入阻抗变换结构以及所述输出阻抗变换结构整体形状为等腰梯形，所述第一阻焊层开窗区设置在所述等腰梯形底边的一侧。
第二方面，本发明实施方式提供了一种所述的负载牵引测试系统，包括第一方面所述的功率器件传输参数去嵌装置，还包括：
信号发生模块、阻抗调配模块、功率计以及供电电源；
所述信号发生模块与所述阻抗调配模块电连接，所述阻抗调配模块以及所述供电电源分别与所述预匹配电路电连接，所述预匹配电路用于接入所述功率器件；
所述信号发生模块用于产生使得所述功率器件饱和的信号，所述阻抗调配模块用于分别调整所述功率器件的源输入阻抗以及负载输出阻抗；
所述功率计用于采集所述功率器件的输入信号功率水平信息以及所述功率器件的输出信号功率水平信息；
所述供电电源用于为所述功率器件提供电源偏执。
在一种可能实现的方式中，所述信号发生模块包括：RF信号源、驱动放大器、定向耦合器以及隔离器；
所述驱动放大器输入端与所述RF信号源电连接，所述定向耦合器输入与所述驱动放大器输出端电连接，所述定向耦合器输出端分别与所述隔离器的第一端以及所述功率计电连接，所述隔离器的第二端用于连接所述阻抗调配模块；
所述RF信号源用于提供输入信号，所述驱动放大器用于将所述输入信号功率放大以使得所述功率器件饱和，所述定向耦合器用于将所述输入信号的功率水平信息传输给所述功率计，所述隔离器用于隔离所述功率器件以及所述驱动放大器。
在一种可能实现的方式中，所述阻抗调配模块包括：源阻抗调配器以及负载阻抗调配器；
所述源阻抗调配器输入端与所述隔离器的第二端电连接，所述源阻抗调配器输出端与所述预匹配输入电路电连接；所述预匹配输入电路以及所述预匹配输出电路分别与所述功率器件的输入端以及输出端电连接；
所述负载阻抗调配器输入端与所述预匹配输出电路输入端电连接；
所述源阻抗调配器以及所述负载阻抗调配器分别用于调节所述功率器件的输入端阻抗以及输出端阻抗。
在一种可能实现的方式中，还包括：衰减器，所述衰减器输入端与所述阻抗调配模块的负载输出阻抗输出端电连接；所述衰减器输出端与所述功率计电连接；
所述衰减器用于将所述功率器件的输出信号衰减后将输出功率水平信息传输至所述功率计。
本发明实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明实施方式公开了一种功率器件传输参数去嵌装置，其包括预匹配电路以及校准件；预匹配电路用于连接功率器件与测试电路，并将阻抗变换至测试设备相应的测试范围。校准件用于获取夹具的全效应传输参数，在测试目标功率器件获取测试数据之后，根据全效应传输参数以及测试数据计算目标功率器件的传输参数，而全效应传输参数为包括不连续效应的去嵌参数，即本发明将现有技术中忽略的夹具和待测器件间的结构不连续性效应考虑在内，而随着DFN/QFN等小体积窄引脚功率器件的普及，功率器件适用频率的升高，不连续效应带来的阻抗偏移变得越来越无法忽略，因此本发明能够提高功率器件测试参数的准确性。
传统的负载牵引测试，通过去嵌负载牵引预匹配电路自身的参数以期获得管子的真实参数，忽略了夹具和待测器件间的结构不连续性效应，引发阻抗测试精度问题。本发明在应用传统含阻抗变换技术的负载牵引预匹配电路的基础上，提出一套新的去嵌校准方法，校准件不包含预匹配电路的阻抗变化结构，根据待测功率器件引脚封装进行结构优化，将器件引脚与预匹配电路间不连续性效应和预匹配电路参数同时采集，并将该参数与负载牵引测试相结合，获取功率器件本身真实参数，解决了由器件引脚与预匹配电路间不连续性效应引入的阻抗测试误差问题。另外，由于校准件的设计独立于负载牵引预匹配电路结构，本发明校准件无需包含馈电链路，降低了由于馈电链路器件公差和焊接误差带来的校准误差问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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方式，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是本发明实施方式提供的功率器件及宽带阻抗变换结构图；
图2是本发明实施方式提供的校准件电路原理图；
图3是本发明实施方式提供的应用宽带阻抗变换结构的负载牵引预匹配电路图；
图4是本发明实施方式提供的左侧开路校准件采集输出预匹配全效应传输参数的硬件连接图；
图5是本发明实施方式提供的典型的负载牵引自动化测试系统组成框图；
图6是本发明实施方式提供的功率器件传输参数去嵌的流程图；
图7是本发明实施方式提供的采用矢量网络分析仪提取直通校准件参数的连接示意图。
图中：
200功率器件；
210宽带阻抗变换结构；
211第一阻焊层开窗区域；
212阻焊层覆盖区域；
213第二阻焊层开窗区域
301第一端面；
302第二端面；
303第三端面；
304第四端面；
310预匹配输入电路；
320预匹配接地贴装电路；
330预匹配输出电路；
400校准件；
401直通校准件；
402左侧开路校准件；
403右侧开路校准件；
404延迟校准件；
405同轴转接头；
406同轴线缆；
501左端面；
502参考测试面；
510金属片；
601计算机；
602矢量网络分析仪；
603供电电源；
604双通道功率计；
605RF信号源；
606驱动放大器；
607定向耦合器；
608隔离器；
609源阻抗调配器；
613负载阻抗调配器；
614衰减器。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施方式。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施方式来进行说明。
下面对本发明的实施例作详细说明，本实例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如背景技术所述，通过阻抗变换技术可以解决功率器件的高驻波比测试问题，本发明专利申请人的第一个创造性劳动在于，发现预匹配电路连接器件一侧为阻抗变换结构低阻测，匹配带线较宽，易与功率器件引脚存在结构上不连续性。由于该不连续性在射频微波频段具有等效电容效应，会造成阻抗偏移，并随着频率或不连续程度的升高而变大，在高频应用场景中，该等效电容造成的阻抗偏移随着频率的增高越来越不可忽略，成为影响测试数据的重要一项。
现有技术中的负载牵引测试，在测得预匹配后功率器件参数后，通过去嵌入预匹配电路自身的参数以期获得管子的真实参数。本发明专利申请人的第二个创造性劳动在于，发现现有技术中忽略了夹具和待测器件间的结构不连续性效应。随着DFN/QFN等小体积窄引脚功率器件的普及，功率器件适用频率的升高，不连续效应带来的阻抗偏移变得越来越无法忽略。
本发明专利申请人的第三个创造性劳动在于，开发一种新的功率器件传输参数确定入方案，解决此类由器件引脚与预匹配电路间不连续性效应引入的阻抗测试误差问题。
第一方面，本发明实施方式提供了一种功率器件传输参数去嵌装置，包括：
预匹配电路以及校准件；
所述预匹配电路包括：预匹配输入电路、预匹配接地贴装电路以及预匹配输出电路；
所述预匹配输入电路用于将功率器件的输入端与测试设备进行连接；
所述预匹配输出电路用于将所述功率器件的输出端与所述测试设备进行连接；所述预匹配接地贴装电路用于将所述功率器件相应引脚接地；
所述校准件包括：第一开路校准件以及第二开路校准件，其中，所述第一开路校准件的传输参数以及所述第二开路校准件的传输参数已知；
所述第一开路校准件用于将所述预匹配输入电路与所述测试设备连接以获取第一级联电路传输参数；
所述第二开路校准件用于将所述预匹配输出电路与所述测试设备连接以获取第二级联电路传输参数。
在一种可能实现的方式中，所述预匹配电路还包括：直通校准件以及延迟校准件；
所述直通校准件、所述延迟校准件、所述第一开路校准件以及所述第二开路校准件分别用于通过所述测试设备获取直通参数、延迟参数、第一直通参数以及第二直通参数；所述第一开路校准件的传输参数以及所述第二开路校准件的传输参数分别根据所述直通参数、所述延迟参数、所述第一直通参数以及所述第二直通参数确定。
在一种可能实现的方式中，所述直通校准件、所述延迟校准件、所述第一开路校准件以及所述第二开路校准件均基于TRL校准算法设计、呈长条状的覆铜区域，所述第一开路校准件以及所述第二开路校准件均包括一个与所述功率器件引脚宽度相同的端。
在一种可能实现的方式中，所述预匹配输入电路设有输入阻抗变换结构，所述预匹配输出电路设有输出阻抗变换结构，所述输入阻抗变换结构以及所述输出阻抗变换结构用于所述将功率器件的阻抗变换至所述测试设备的阻抗覆盖区域。
在一种可能实现的方式中，所述输入阻抗变换结构以及所述输出阻抗变换结构均包括：阻焊层覆盖区、第一阻焊层开窗区以及第二阻焊层开窗区，所述阻焊层覆盖区、第一阻焊层开窗区以及第二阻焊层开窗区相连构成一个整体的覆铜区域，在所述覆铜区域对应所述阻焊层覆盖区的部位设有绝缘层，所述第一阻焊层开窗区形状以及尺寸与所述功率器件的引脚尺寸相同。
在一种可能实现的方式中，所述输入阻抗变换结构以及所述输出阻抗变换结构整体形状为等腰梯形，所述第一阻焊层开窗区设置在所述等腰梯形底边的一侧。
示例性地，为了更详尽的描述本发明的方法，以下以一种DFN功率器件的功率器件传输参数确定为例进行展开说明，本领域技术人员应当理解，下述实施例仅为方便理解提供的说明，而非限定。
图1中待测DFN功率器件200，器件尺寸为7mm*7mm，引脚宽度为0.8mm。该功率器件200共计三路测试通道，一种具体的实施方式中，第一脚与第六脚构成第一测试通道，第二脚与第五脚构成第二测试通道，第三脚与第四脚构成第三测试通道。图2中中间带有切角的矩形用于接地。
宽带阻抗变换结构210，实现50ohm到20ohm的宽带阻抗变换，功率器件200贴装在其左侧20ohm低阻端。
依据对待测功率器件200管芯尺寸、工作频段、内匹配方式等信息，对待测功率器件200的输入输出阻抗优化区域进行预估，并以此设计了宽带阻抗变换结构210。本例中的50ohm到20ohm的宽带阻抗变换仅为一个具体的应用例，根据功率器件的输出阻抗情况设计更窄带宽更具针对性的阻抗变换结构、设计其他阻抗变换比的阻抗变换结构、使用其他形式的微波传输线仍在本专利保护范围。
宽带阻抗变换结构210可以降低功率器件200与负载牵引测试环境间的失配，扩展测试系统在特定阻抗区域的最大测试范围，保障待测功率器件200最佳源阻抗、最佳功率负载、最佳效率负载、最佳增益圆心等关键信息可以被完整测出，同时提高负载牵引测试精度和安全度。
依照图1所示，宽带阻抗变换结构210可以包括：阻焊层覆盖区域212，第一阻焊层开窗区域211和第二阻焊层开窗区域213，上述三个区域为相互连通的区域，也即电连接的区域，在实现上为覆铜区，在覆铜区的上表面设有组焊层，在组焊层开有窗口，其中覆盖有阻焊层的为组焊层覆盖区域212，两个开窗区域分别为第一阻焊层开窗区域211和第二组焊层开窗区域213。第一阻焊层开窗区域211和第二阻焊层开窗区域213尺寸与待测功率器件200引脚尺寸相同，为器件引脚贴装区。待测功率器件200有三路测试通道，测试时将待测通路器件引脚贴装在211器件引脚贴装区，可实现该路信号连通，同时由于阻焊层覆盖区域212的存在，保证相邻信号通路不会参与到负载牵引的测试中。本方案仅为本发明可选的一种器件贴装方法，通过将待测功率器件在阻抗变换结构上靠下或靠上贴装仍属于本专利保护范围。
功率器件200引脚宽为0.8mm，阻抗变换线器件测宽度为4mm，结构不连续性达到1:5，器件引脚与阻抗变换结构间有强不连续性，不连续性效应传输参数可以表示为T_discontinuity。
附图2提供了微带传输线校准系统400的设计，用于采集输入预匹配全效应传输参数[T_LPTFA][T_discontinuity1]，输出预匹配全效应传输参数[T_discontinuity2][T_LPTFB]。校准件400为基于TRL校准算法的设计，TRL校准是当前精度最高的校准算法TRL校准件，包含“T”直通校准件401、“R”左侧开路校准件402、“R”右侧开路校准件403、“L”延迟校准件404。上述四种校准件为独立的校准单元，如图2所示，在实施上均为一段覆铜。
在使用上是通过测量两个传输校准件和反射校准件来决定12项误差模型或8项误差模型(由矢量网络分析仪结构决定)，并通过该误差模型，将测试系统的测试端面移动到校准件校准参考面端面，校准端面以外的电路线缆都不在对校准端面的测试构成影响。
TRL直通校准件401延迟校准件404的两侧和开路校准件401、402的非校准端面测为50ohm线，通过同轴转探针结构可以实现校准件与同轴接口的设备和设备连接线相连。
校准件校准参考面为直通校准件401的中间端面，校准件校准参考端面传输线线宽依照DFN功率器件200引脚尺寸设计，在本应用例中，其宽度Wd为0.8mm。TRL校准件提取预匹配电路参数时，校准件与预匹配电路件的结构不连续性等同于功率器件与预匹配电路间的结构不连续性，通过TRL校准件采集的“预匹配电路参数”等效于预匹配电路参数与校准件与预匹配电路间结构不连续性引发的电容效应参数的级联。
图3给出了一种应用宽带阻抗变换结构210的负载牵引预匹配电路实施例，
预匹配电路的核心是阻抗变换结构210，在此基础上，第一，出于为了防止功率放大器自激的考虑需要集成供电链路，第一端面301到第二端面302为集成了供电链路的预匹配输入电路310，供电链路由一条拐弯金属传输线和其上器件组成，从下至上为与阻抗变换结构相连接的空心绕线电感，射频去耦电容，低频损耗电阻和滤波电容。百分之八十的功率器件自激来源于低频感性自激，供电链路集成到预匹配电路上减少了低频杂波的引入；另外，空心绕线电感和射频去耦电容共同作用保证从1GHz左右到10多GHz作用的射频信号不会泄露到供电链路的基础上，由于空心绕线电感在低频处感抗低，低频杂波穿过空心绕线电感被低频损耗电阻损耗掉，滤波电容保证外接电源的低频杂波不会被引入到电路中，可以对功放自激问题进行二次处理。同时包围在阻抗变换结构与供电链路上的接地孔区域可以屏蔽掉空气中的杂波，对功放自激进行第三层优化。
第三端面303到第四端面304之间为预匹配输出电路330。同样包含阻抗变换电路、供电链路和电磁屏蔽地，所不同在于由于漏流较高不含低频损耗电阻。供电链路的集成避免了负载牵引设配过直流信号，提高了测试安全性。除了电路的预匹配输入输出预匹配电路分别接功放管的栅极输入和漏极输出，功率管还需解决源级接地的问题。
第二端面302到第三端面303为预匹配接地贴装电路320，有了该电路，器件才能有效贴装接地，实现正常测试。
负载牵引测试时，将功率器件200装配在预匹配电路上，功率器件200待测通路引脚贴装在预匹配电路绿油开窗的第一组焊层开窗区域211，待测功率器件200输入引脚内边缘刚好与第二端面302平齐，待测功率器件200输出引脚内边缘刚好与第三端面303平齐。
预匹配输入电路310传输参数为T_LPTFA，预匹配输入电路310与功率器件200间不连续效应传输参数为[T_discontinuity1]；预匹配输出电路330传输参数为[T_LPTFB]，功率器件200与预匹配输出电路330间不连续效应传输参数为[T_discontinuity2]。
为了辅助设计功率器件200的内匹配和外匹配电路，需要获知功率器件200在第二端面302参考面的优化输入阻抗和第三端面303参考面的优化输出阻抗。为了将预匹配电路的影响都去除掉，将测试数据端面从预匹配电路末端移动到功率器件200引脚处，需要获知全效应传输参数，对于本实施例而言，全效应传输参数包括：输入预匹配全效应传输参数[T_LPTFA][T_discontinuity1]，输出端需获知输出预匹配全效应传输参数[T_discontinuity2][T_LPTFB]。
预匹配电路通过传输带线实现，矢量网络分析仪602的测试连接一般为50ohm同轴接口或50ohm探针，无法直接对预匹配电路高频传输参数进行准确测试，因此需要设计传输线校准件400，实现矢量网络分析仪602传输带线端面的精准测量。
对预匹配电路参数的提取可以基于两种形式：
第一种是一次校准，直接使用所设计传输带线TRL校准件对矢量网络分析仪进行校准，校准后矢量网络分析仪、矢量网络分析仪到TRL校准件线缆和校准件自身的影响都将被去除，此时将开路校准件与预匹配电路通过压接或焊接的方式进行连接，测试数据为预匹配电路参数与校准件与预匹配电路间结构不连续性引发的电容效应参数的级联，成为预匹配全效应传输参数。
第二种是两次校准，用矢量网络分析仪设备厂商提供的传统同轴校准件对矢量网络分析仪做同轴端口的校准，校准端面定在同轴端面。先测试测试T”直通校准件401、“R”左侧开路校准件402、“R”右侧开路校准件403、“L”延迟校准件404，将测试数据代入TRL12项误差模型或8项误差模型公式，可以提取各校准件传输参数，包括左侧开路校准件传输参数为402、右侧开路校准403传输传输参数为[T_A]、[T_B]。再测试校准件与预匹配电路级联的参数，通过校准件与预匹配电路级联的参数与校准件参数的运算获得预匹配电路参数。
本文选择第二种方法，其意义在于，方法一的校准，校准件的测试和误差模型的计算都在矢量网络分析仪内完成，工程人员对校准件自身问题能够看到的较为有限，一旦校准件设计有问题，后续测试都存在较大误差。方法二先是用仪器厂商高精度校准件在同轴断面做准确校准，测试TRL校准件参数，误差模型的计算有工程人员自己完成，可以看到完整的校准件误差模型，对校准件设计可能存在的问题进行全面的评估校正。
为了详述矢量网络分析仪602提取校准件400参数的方式，如图7所示，给出了矢量网络分析仪602提取直通校准件401参数时的示意图。传输线校准件400涉及直通校准件401、延迟校准件404的两侧，左侧开路校准件402的左侧、右侧开路校准件403的右侧均为50ohm参考阻抗，矢量网络分析仪60250ohm同轴接囗可以通过同轴转接头405、同轴线缆406或50ohm探针压测的方式实现对校准件400中各校准件50ohm参考阻抗侧的连接，并提取校准件400各传输参数。
矢量网络分析仪602与校准件400各校准件接口连接尽量保持一致，矢量网络分析仪602的同轴接囗或探针连接到直通校准件401、延迟校准件404的两侧，获取两个传输校准件的S参数，将同轴接口或探针连接到左侧开路校准件402的左侧，右侧开路校准件403的右侧提取反射校准件S参数。至此，矢量网络分析仪602获取了实现TRL校准所需的所有参数，参数带入矢量网络分析仪602 8项或12项误差模型(取决于矢量网络分析仪602接收机结构)，便可以完成矢量网络分析仪602在带线端面的校准，完成矢量网络分析仪602在带线端面的精准测量。
图4为左侧开路校准件402采集输出预匹配全效应传输参数[T_discontinuity2][T_LPTFB]的硬件连接图。
依图4所示，将左侧开路校准件402级联到预匹配输出电路330上，图中示出了左侧开路校准件左端面501、参考测试面502，左侧开路校准件402校准参考面与预匹配电路330阻抗变换结构器件引脚贴装区紧密相邻，通过在其上压接0.8mm*1mm金属片510实现信号线联通，再通过矢量网络分析仪提取级联电路整体传输参数[T_total1]。
该级联方式仅为一个具体的实施例，将左右两侧电路加工到同一块PCB电路上提取参数或其他无明显创新的级联方式，仍在本专利的保护范围内。
级联电路在参考测试面502上存在着尺寸差别1：5的强不连续性，其传输参数等效于功率器件200与预匹配输出电路330间不连续效应传输参数[T_discontinuity2]，级联电路整体传输参数[T_total1]＝[T_A][T_discontinuity2][T_LPTFB]。
由于校准件传输参数[T_A]、[T_total]已被提取，输出预匹配全效应传输参数[T_discontinuity2][T_LPTFB]＝[T_A]^(-1)[T_total]。
用同样的方法，将输入测夹具310与开路校准件403进行级联，提取级联电路整体传输参数[T_total2]，由[T_total2]＝[T_LPTFA][T_discontinuity1][T_B]，输入预匹配全效应传输参数[T_LPTFA][T_discontinuity1]＝[T_total1][T_B]^(-1)。
第二方面，本发明实施方式提供了一种所述的负载牵引测试系统，包括第一方面所述的功率器件传输参数去嵌装置，还包括：
信号发生模块、阻抗调配模块、功率计以及供电电源；
所述信号发生模块与所述阻抗调配模块电连接，所述阻抗调配模块以及所述供电电源分别与所述预匹配电路电连接，所述预匹配电路用于接入所述功率器件；
所述信号发生模块用于产生使得所述功率器件饱和的信号，所述阻抗调配模块用于分别调整所述功率器件的源输入阻抗以及负载输出阻抗；
所述功率计用于采集所述功率器件的输入信号功率水平信息以及所述功率器件的输出信号功率水平信息；
所述供电电源用于为所述功率器件提供电源偏执。
在一种可能实现的方式中，所述信号发生模块包括：RF信号源、驱动放大器、定向耦合器以及隔离器；
所述驱动放大器输入端与所述RF信号源电连接，所述定向耦合器输入与所述驱动放大器输出端电连接，所述定向耦合器输出端分别与所述隔离器的第一端以及所述功率计电连接，所述隔离器的第二端用于连接所述阻抗调配模块；
所述RF信号源用于提供输入信号，所述驱动放大器用于将所述输入信号功率放大以使得所述功率器件饱和，所述定向耦合器用于将所述输入信号的功率水平信息传输给所述功率计，所述隔离器用于隔离所述功率器件以及所述驱动放大器。
在一种可能实现的方式中，所述阻抗调配模块包括：源阻抗调配器以及负载阻抗调配器；
所述源阻抗调配器输入端与所述隔离器的第二端电连接，所述源阻抗调配器输出端与所述预匹配输入电路电连接；所述预匹配输入电路以及所述预匹配输出电路分别与所述功率器件的输入端以及输出端电连接；
所述负载阻抗调配器输入端与所述预匹配输出电路输入端电连接；
所述源阻抗调配器以及所述负载阻抗调配器分别用于调节所述功率器件的输入端阻抗以及输出端阻抗。
在一种可能实现的方式中，还包括：衰减器，所述衰减器输入端与所述阻抗调配模块的负载输出阻抗输出端电连接；所述衰减器输出端与所述功率计电连接；
所述衰减器用于将所述功率器件的输出信号衰减后将输出功率水平信息传输至所述功率计。
图5为典型的负载牵引自动化测试系统组成框图。
计算机601通过LAN/GPIB卡控制矢量网络分析仪602、供电电源603、双通道功率计604、RF信号源605、源阻抗调配器609、负载阻抗调配器613等设备来测试计算不同源输入阻抗和负载输出阻抗下的射频和直流数据，并用专门的软件对数据进行收集处理和存储。
具体的，系统工作时，计算机601控制RF信号源605提供输入信号，驱动放大器606对信号进行放大以保证输入功率足够推动功率管至饱和，定向耦合器607将输入信号的功率水平信息传输给双通道功率计604，隔离器608保证驱动放大器606与功率器件200的级联不易出现自激的情况，供电电源603为功率器件200提供电源偏执，源阻抗调配器609、负载阻抗调配器613通过控制探针在50ohm中央轴线的横向和纵向运动来在特定频率下的实现不同的源输入和负载输出阻抗。
由于功率器件200输出功率较高，为防止仪器损坏需通过衰减器614先将功率水平降低，再将输出功率水平信息传输给双通道功率计604。经过上述过程，功率器件200将测试出不同输入输出阻抗下直流射频数据并被计算机601通过与设备数据接口获知。
矢量网络分析仪602的存在有以下作用：对源阻抗调配器609、负载阻抗调配器613进行校准获知阻抗调配器任意探针位置在不同频率下对应的阻抗值；测试定向耦合器607、隔离器608、衰减器614的S参数，评估其射频效应，将采集的输入输出功率值换算到同轴测试第一端面以及同轴测试第二端面上；采集校准件和预匹配电路参数，获取预匹配输入电路310以及预匹配输出电路330全效应参数。系统通过测试首先获知同轴测试第一端面以及同轴测试第二端面的测试数据，再通过预匹配电路全效应参数，将同轴端面测试数据转换到功率器件第一端面以及功率器件的第二端面，完成功率器件200参数值的获取。
测试时，将待测功率器件200贴装在预匹配电路上，功率器件200本身参数为[T_DUT]，预匹配电路降低了功率器件200与测试系统间的失配，负载牵引系统可以安全准确测试同轴参考面数据[T_TOTAL]。
由
[T_TOTAL]＝[T_LPTFA][T_discontinuity1][T_DUT][T_discontinuity2][T_LPTFB]，可得：
[T_DUT]＝([T_LPTFA][T_discontinuity1])^(-1)[T_TOTAL]([T_discontinuity2][T_LPTFB])^(-1)由于输入预匹配全效应传输参数[T_LPTFA][T_discontinuity1]和输出预匹配全效应传输参数[T_discontinuity2][T_LPTFB]已提取，[T_TOTAL]也通过测试获知，通过上述公式，可以得知功率器件200本身参数[T_DUT]。
图6为本发明实施方式提供的功率器件传输参数去嵌的流程图。
如图6所示，其示出了本发明实施方式提供的功率器件传输参数去嵌的实现流程图，详述如下：
在步骤701中，获取夹具的全效应传输参数，所述全效应传输参数为包括不连续效应的去嵌参数。
其中，上述不连续效应的去嵌参数为夹具和待测器件间的结构不连续性所对应的传输参数。
在一些实施方式中，步骤701包括：获取校准件；通过所述校准件获取所述全效应传输参数。
在一些实施方式中，所述校准件基于TRL校准算法设计，所述校准件包括：开路校准件、直通校准件以及延迟校准件。
在一些实施方式中，所述校准件的传输参数为预设传输参数，所述通过所述校准件获取夹具的全效应传输参数，包括：
将所述校准件接入负载牵引测试平台；
测试所述校准件获取级联电路传输参数；
通过将所述级联电路传输参数去嵌所述校准件的预设传输参数，获取所述全效应传输参数。
在一些所述方式中，所述负载牵引测试平台包括：预匹配电路以及矢量网络分析仪，所述将所述校准件接入负载牵引测试平台，包括：
将所述校准件与所述预匹配电路连接；
将所述预匹配电路与所述矢量网络分析仪电连接。
在一些实施方式中，所述预匹配电路包括阻抗变换结构。
示例性地，在步骤702中，测试目标功率器件获取测试数据，所述测试数据包括负载牵引测试数据。
在步骤703中，根据所述全效应传输参数以及所述测试数据计算所述目标功率器件的传输参数。
在一些实施方式中，步骤703包括：
通过传输参数矩阵运算，将所述测试数据去嵌所述全效应传输参数获取所述目标功率器件的传输参数。
本发明功率器件传输参数去嵌装置实施方式，相比传统的负载牵引测试，通过去嵌负载牵引预匹配电路自身的参数以期获得管子的真实参数，忽略了夹具和待测器件间的结构不连续性效应，引发阻抗测试精度问题。本发明在应用传统含阻抗变换技术的负载牵引预匹配电路的基础上，提出一套新的去嵌校准方法，校准件不包含预匹配电路的阻抗变化结构，根据待测功率器件引脚封装进行结构优化，将器件引脚与预匹配电路间不连续性效应和预匹配电路参数同时采集，并将该参数与负载牵引测试相结合，获取功率器件本身真实参数，解决了由器件引脚与预匹配电路间不连续性效应引入的阻抗测试误差问题。另外，由于校准件的设计独立于负载牵引预匹配电路结构，本发明校准件无需包含馈电链路，降低了由于馈电链路器件公差和焊接误差带来的校准误差问题。
以上所述实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式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方式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方式技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种功率器件传输参数去嵌装置，其特征在于，包括：预匹配电路以及校准件；
所述预匹配电路包括：预匹配输入电路、预匹配接地贴装电路以及预匹配输出电路；
所述预匹配输入电路用于将功率器件的输入端与测试设备进行连接；
所述预匹配输出电路用于将所述功率器件的输出端与所述测试设备进行连接；所述预匹配接地贴装电路用于将所述功率器件相应引脚接地；
所述校准件包括：第一开路校准件以及第二开路校准件，其中，所述第一开路校准件的传输参数以及所述第二开路校准件的传输参数已知；
所述第一开路校准件用于将所述预匹配输入电路与所述测试设备连接以获取第一级联电路传输参数；
所述第二开路校准件用于将所述预匹配输出电路与所述测试设备连接以获取第二级联电路传输参数；
所述预匹配电路还包括：直通校准件以及延迟校准件；
所述直通校准件、所述延迟校准件、所述第一开路校准件以及所述第二开路校准件分别用于通过所述测试设备获取直通参数、延迟参数、第一直通参数以及第二直通参数；所述第一开路校准件的传输参数以及所述第二开路校准件的传输参数分别根据所述直通参数、所述延迟参数、所述第一直通参数以及所述第二直通参数确定。
2.根据权利要求1所述的功率器件传输参数去嵌装置，其特征在于，所述直通校准件、所述延迟校准件、所述第一开路校准件以及所述第二开路校准件均基于TRL校准算法设计、呈长条状的覆铜区域，所述第一开路校准件以及所述第二开路校准件均包括一个与所述功率器件引脚宽度相同的端。
3.根据权利要求1所述的功率器件传输参数去嵌装置，其特征在于，所述预匹配输入电路设有输入阻抗变换结构，所述预匹配输出电路设有输出阻抗变换结构，所述输入阻抗变换结构以及所述输出阻抗变换结构用于将所述功率器件的阻抗变换至所述测试设备的阻抗覆盖区域。
4.根据权利要求3所述的功率器件传输参数去嵌装置，其特征在于，所述输入阻抗变换结构以及所述输出阻抗变换结构均包括：阻焊层覆盖区、第一阻焊层开窗区以及第二阻焊层开窗区，所述阻焊层覆盖区、第一阻焊层开窗区以及第二阻焊层开窗区相连构成一个整体的覆铜区域，在所述覆铜区域对应所述阻焊层覆盖区的部位设有绝缘层，所述第一阻焊层开窗区形状以及尺寸与所述功率器件的引脚尺寸相同。
5.根据权利要求4所述的功率器件传输参数去嵌装置，其特征在于，所述输入阻抗变换结构以及所述输出阻抗变换结构整体形状为等腰梯形，所述第一阻焊层开窗区设置在所述等腰梯形底边的一侧。
6.一种负载牵引测试系统，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的功率器件传输参数去嵌装置，还包括：
信号发生模块、阻抗调配模块、功率计以及供电电源；
所述信号发生模块与所述阻抗调配模块电连接，所述阻抗调配模块以及所述供电电源分别与所述预匹配电路电连接，所述预匹配电路用于接入所述功率器件；
所述信号发生模块用于产生使得所述功率器件饱和的信号，所述阻抗调配模块用于分别调整所述功率器件的源输入阻抗以及负载输出阻抗；
所述功率计用于采集所述功率器件的输入信号功率水平信息以及所述功率器件的输出信号功率水平信息；
所述供电电源用于为所述功率器件提供电源偏执。
7.根据权利要求6所述的负载牵引测试系统，其特征在于，所述信号发生模块包括：RF信号源、驱动放大器、定向耦合器以及隔离器；
所述驱动放大器输入端与所述RF信号源电连接，所述定向耦合器输入与所述驱动放大器输出端电连接，所述定向耦合器输出端分别与所述隔离器的第一端以及所述功率计电连接，所述隔离器的第二端用于连接所述阻抗调配模块；
所述RF信号源用于提供输入信号，所述驱动放大器用于将所述输入信号功率放大以使得所述功率器件饱和，所述定向耦合器用于将所述输入信号的功率水平信息传输给所述功率计，所述隔离器用于隔离所述功率器件以及所述驱动放大器。
8.根据权利要求7所述的负载牵引测试系统，其特征在于，所述阻抗调配模块包括：源阻抗调配器以及负载阻抗调配器；
所述源阻抗调配器输入端与所述隔离器的第二端电连接，所述源阻抗调配器输出端与所述预匹配输入电路电连接；所述预匹配输入电路以及所述预匹配输出电路分别与所述功率器件的输入端以及输出端电连接；
所述负载阻抗调配器输入端与所述预匹配输出电路输入端电连接；
所述源阻抗调配器以及所述负载阻抗调配器分别用于调节所述功率器件的输入端阻抗以及输出端阻抗。
9.根据权利要求6-8任一项所述的负载牵引测试系统，其特征在于，还包括：衰减器，所述衰减器输入端与所述阻抗调配模块的负载输出阻抗输出端电连接；所述衰减器输出端与所述功率计电连接；
所述衰减器用于将所述功率器件的输出信号衰减后将输出功率水平信息传输至所述功率计。
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