JPH05333088A - 半導体測定装置 - Google Patents

半導体測定装置

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JPH05333088A
JPH05333088A JP13544892A JP13544892A JPH05333088A JP H05333088 A JPH05333088 A JP H05333088A JP 13544892 A JP13544892 A JP 13544892A JP 13544892 A JP13544892 A JP 13544892A JP H05333088 A JPH05333088 A JP H05333088A
Authority
JP
Japan
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circuit
measuring
bias
semiconductor
timing
Prior art date
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Pending
Application number
JP13544892A
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English (en)
Inventor
Satoshi Kainuma
聡 開沼
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高周波に於ける高出力電力トラン
ジスタの動作インピーダンス及びこの時の飽和度を簡単
に且つ短時間に測定できる半導体測定装置を提供する。 【構成】 バイアス回路6に流れる電流を測定する電流
測定回路10と、測定した電流からデータを計算する信
号処理回路11とを備え、さらにパルス状のバイアス電
圧27を発生するバイアス発生回路2と、バイアスを印
加するタイミング及びインピーダンスを測定するタイミ
ングを発生するタイミング発生回路8と、トランジスタ
4の入出力のインピーダンスを測定するネットワークア
ナライザ7とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体測定装置に関
し、特に高周波における高出力電力半導体の動作インピ
ーダンスを測定する半導体測定装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の高出力電力半導体の動作インピー
ダンス測定回路は、図2に示すように高周波信号源13
と、この高周波信号源13に接続される方向性結合器1
4と、この方向性結合器14から取り出された高周波信
号電力を測定する電力測定器19と、上記方向性結合器
14に接続される入力整合を取るための入力整合回路1
5と、この入力整合回路15に接続される被測定半導体
であるトランジスタ4と、このトランジスタ4の出力端
子に接続される出力整合をとる出力整合回路17と、こ
の出力整合回路17に接続される出力電力を取り出す方
向性結合器14と、この方向性結合器14から取り出さ
れた出力電力を測定するための電力測定器19と、上記
方向性結合器14に接続される終端器18とから構成さ
れている。さらに上記入力整合回路15及び出力整合回
路17のインピーダンスを測定する為のネットワークア
ナライザ21とを用いている。
【0003】以上の様な構成におけるその測定方法につ
いて簡単に説明する。高周波信号源13はトランジスタ
4を動作させるために必要な電力の高周波信号を発生さ
せる。入力整合回路15によりトランジスタ4の入力イ
ンピーダンスZinに整合するように上記高周波信号は調
整されてトランジスタ4に入力される。
【0004】トランジスタ4に入力された上記高周波信
号は、トランジスタ4により増幅され、トランジスタ4
の出力インピーダンスZOUT に整合するように調整され
た出力整合回路17を通過し、終端器18にて終端され
る。この時、入力及び出力の高周波信号はそれぞれの電
力測定器19により電力が測定される。
【0005】トランジスタ4の動作インピーダンスは、
入力整合回路15及び出力整合回路17それぞれのイン
ピーダンスをトランジスタ4を接続する側から、上記ネ
ットワークアナライザ21によって測定することによ
り、複素共役のインピーダンスZ* in ,Z* OUT(*)を
得る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の様な従来の半導
体測定装置による測定方法では、トランジスタ4を高出
力電力で動作させるため、その高出力電力に適合する様
に入力整合回路15及び出力整合回路17を複雑に調整
する必要がある。また調整後の測定の後、トランジスタ
4の動作インピーダンスを求めるには、入力整合回路1
5及び出力整合回路17を一旦トランジスタ4の側定系
より取り外して、終端器18及びネットワークアナライ
ザ21から成る別の測定系にて測定するという複雑な手
順を必要とすること等からトランジスタ4の動作インピ
ーダンス測定には多大の時間を要するという問題点があ
った。
【0007】また測定した動作インピーダンスにおける
トランジスタ4の出力電力は、入力整合回路15及び出
力整合回路17の調整に帰因するため、トランジスタ4
の電力を十分引き出しているのかが把握しにくいという
問題点があった。
【0008】そこで本発明の目的は、このような従来の
問題点を除去して、測定に係る接続切替の手間を省略し
た簡単に且つ迅速に測定できる半導体測定装置を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の解決手段は、高周波信号を入力して半導体の
入力及び出力インピーダンスを測定する半導体測定装置
において、前記半導体に印加するバイアス電圧の発生タ
イミング及び前記半導体のインピーダンスを測定するタ
イミングを発生させるタイミング発生回路と、パルス状
のバイアス電圧を前記タイミングに従って発生して前記
半導体の入力端子に出力するバイアス発生回路と、前記
半導体の出力端子に定電圧を印加するバイアス回路と、
前記タイミングに従って発生させた高周波信号を前記半
導体の入力端子に出力して、反射する高周波信号によっ
て前記半導体の入出力インピーダンスを測定するネット
ワークアナライザとを備えることを特徴とする。
【0010】また上記解決手段に加えて半導体の動作歪
を測定する為、上記解決手段記載の半導体測定装置に、
前記バイアス回路のバイアス電流を測定する電流測定回
路と、この電流測定回路の測定値と前記高周波信号との
信号処理を行って前記半導体の歪を求める信号処理回路
とを備えることを特徴とする。
【0011】
【作用】上記解決手段による本発明の半導体測定装置は
図1に示すような構成であって、タイミング発生回路8
はバイアス発生回路2、電流測定回路10及びネットワ
ークアナライザ7にタイミング信号29を出力する様に
接続し、信号処理回路11はバイアス発生回路2と電流
測定回路10とに接続し、ネットワークアナライザ7は
バイアス回路3を介してトランジスタ4のエミッタ端子
及び、バイアス回路6を介してトランジスタ4のコレク
タ端子に接続してある。タイミング発生回路8は上記バ
イアス発生回路2、電流測定回路10及びネットワーク
アナライザ7に測定用の測定タイミング29を出力す
る。この測定タイミング29に従って、バイアス発生回
路2はバイアス電圧27を生成してトランジスタ4のエ
ミッタ端子にバイアス回路3を介して印加する。またネ
ットワークアナライザ7は同じく測定タイミング29に
従って入力高周波信号波形26を発生させてトランジス
タ4のエミッタ端子にバイアス回路3を介して出力す
る。この入力高周波信号波形26はトランジスタ4のエ
ミッタ端子で反射してネットワークアナライザ7に帰
る。そしてこの反射した信号をネットワークアナライザ
7で測定することで、回路的になんら接続切替すること
なくトランジスタ4の入出力インピーダンスを測定す
る。
【0012】
【実施例】次に本発明について図面を参照しつつ以下に
説明する。図1は本発明の一実施例である半導体測定装
置のブロック図であり、従来例と同一物には同一符号を
付す。
【0013】この図1において、DC電源1はバイアス
発生回路2に接続され、このバイアス発生回路2に電力
を供給している。バイアス発生回路2は信号処理回路1
1とバイアス回路3と、各回路を同期して動作させる為
のタイミング信号29を発生するタイミング発生回路8
とに接続されている。上記バイアス回路3はコンデンサ
9を介してネットワークアナライザ7及びトランジスタ
4のエミッタE端子とに接続されている。トランジスタ
4のベースB端子はグランドに接地されており、コレク
タC端子はバイアス回路6に接続されている。このバイ
アス回路6はコンデンサ9を介してネットワークアナラ
イザ7及び、電流測定回路10とに接続されている。電
流測定回路10は上記信号処理回路11とタイミング発
生回路8とに接続され、この電流測定回路10に電力を
供給する為のDC電源5が接続されている。またタイミ
ング発生回路8はネットワークアナライザ7とも接続さ
れている。
【0014】以上の構成において、以下動作を説明す
る。DC電源1から供給される電力によって、バイアス
発生回路2はトランジスタ4のエミッタに供給するバイ
アス電圧を発生する。バイアス発生回路2はタイミング
発生回路8にて作られたタイミング信号29(図4に示
す)に従い、図4に示す様なパルス状のバイアス電圧2
7を発生する。このバイアス電圧27はバイアス回路3
によってトランジスタ4のエミッタE端子に印加され
る。また、バイアス回路6はDC電源5から供給された
電力によって、トランジスタ4のコレクタC端子に一定
の電圧を印加する。このとき電流測定回路10は、図4
に示すタイミング信号29に同期してトランジスタ4の
コレクタ電流28を測定する。測定した電流28は信号
処理回路11に出力され、周波数成分を抽出する演算が
行われる。
【0015】ネットワークアナライザ7はタイミング発
生回路8より、図4のタイミング信号29を受けてトラ
ンジスタ4に印加するバイアス電圧27と同期を取っ
て、トランジスタ4のインピーダンスを測定する。トラ
ンジスタ4のインピーダンスを測定するには、高周波信
号をトランジスタ4のエミッタE端子及びコレクタC端
子に出力して、反射する高周波信号成分によりインピー
ダンスを測定するものである。バイアス回路3,6とネ
ットワークアナライザ7との間の二つのコンデンサ9は
トランジスタ4に印加されるDC電圧をカットするため
のものである。
【0016】図3はベース接地トランジスタの動作を説
明する為の回路例である。トランジスタ4のエミッタ
は、チョークコイル25を介して接地されると共に、コ
レクタにはチョークコイル25を介してコレクタ電圧V
CCが印加される。入力端子23に高周波信号22が入力
されると、この高周波信号22によりエミッタにバイア
ス電圧が印加され、トランジスタ4に動作電流IC が流
れる。
【0017】本発明では、トランジスタの動作状態での
インピーダンスを測定するため、図4に示す入力高周波
信号26の任意点における電圧(V1,2 …)を、イン
ピーダンス及びコレクタ電流測定のタイミングであるタ
イミング信号29と同期を取ってネットワークアナライ
ザ7で発生させている。この方法により高出力の高周波
信号がトランジスタ4に入力された時の瞬時でのインピ
ーダンスが測定でき、トランジスタ4の動作インピーダ
ンスは、これらの測定インピーダンスの実行値として近
似的に算出できる。また測定されたインピーダンスと同
期してコレクタ電流が測定できるので、この電流データ
をフ−リェ変換の演算によって周波数成分に変換し、さ
らに入力される高周波信号26と比較できるように信号
処理を行うことにより、入力される高周波信号26に対
してどの程度歪を生じているかを近似的に測定すること
もできる。この歪は出力電力として考えると、どの程度
の飽和レベルであるかを示すことになる。
【0018】また、上記の信号処理回路11、ネットワ
ークアナライザ7及びタイミング発生回路8等を外部記
憶装置を備えた情報処理装置と接続してより総合的でし
かも省力化した測定を行うこともできる。さらに、トラ
ンジスタ4としてはバイポーラ、モノポーラ何れのトラ
ンジスタであっても良い。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、バイアス
回路に流れる電流を測定する電流を測定する電流測定回
路と、測定した電流データを計算する信号処理回路とを
備えており、さらにパルス状のバイアス電圧を発生する
バイアス発生回路と、前記バイアス電圧を印加するタイ
ミング及びインピーダンスを測定するタイミング信号を
発生させるタイミング発生回路と、入出力のインピーダ
ンスを測定するネットワークアナライザとを備えたこと
により、従来の様な高出力電力での整合回路の複雑な調
整と、測定系の接続変更をするといった複雑な手順を取
る必要がなく、簡単に且つ迅速に半導体の動作インピー
ダンスを測定できる。加えて、トランジスタ出力電力の
飽和度も測定できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に関するものであり、そのブ
ロック構成図である。
【図2】従来の半導体の動作インピーダンス測定装置の
ブロック図である。
【図3】トランジスタの動作を示す回路例である。
【図4】バイアス発生回路及び電流測定回路のタイミン
グ説明図である。
【符号の説明】
1,5,20 DC電源 2 バイアス発生回路 3,6 バイアス回路 4 トランジスタ 7,21 ネットワークアナライザ 8 タイミング発生回路 9 コンデンサ 10 電流測定回路 11 信号処理回路 13 高周波信号源 14 方向性結合器 15 入力整合回路 17 出力整合回路 18 終端器 19 電力測定器 23 入力端子 24 出力端子 25 チョークコイル 26 入力高周波信号波形 27 エミッタバイアス電圧波形 28 コレクタバイアス電流波形 29 測定タイミング信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高周波信号を入力して半導体の入力及び出
    力インピーダンスを測定する半導体測定装置において、 前記半導体に印加するバイアス電圧の発生タイミング及
    び前記半導体のインピーダンスを測定するタイミングを
    発生させるタイミング発生回路と、 パルス状のバイアス電圧を前記タイミングに従って発生
    して前記半導体の入力端子に出力するバイアス発生回路
    と、 前記半導体の出力端子に定電圧を印加するバイアス回路
    と、 前記タイミングに従って発生させた高周波信号を前記半
    導体の入力端子に出力して、反射する高周波信号によっ
    て前記半導体の入出力インピーダンスを測定するネット
    ワークアナライザとを備えることを特徴とする半導体測
    定装置。
  2. 【請求項2】前記バイアス回路のバイアス電流を測定す
    る電流測定回路と、 この電流測定回路の測定値と前記高周波信号との信号処
    理を行って前記半導体の歪を求める信号処理回路とを備
    えることを特徴とする請求項1記載の半導体測定装置。
JP13544892A 1992-05-28 1992-05-28 半導体測定装置 Pending JPH05333088A (ja)

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JP13544892A JPH05333088A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 半導体測定装置

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JP (1) JPH05333088A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0653982U (ja) * 1992-07-24 1994-07-22 株式会社アドバンテスト ネットワークアナライザ
JP2009210393A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Nec Corp ロードプル測定治具

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JPH0653982U (ja) * 1992-07-24 1994-07-22 株式会社アドバンテスト ネットワークアナライザ
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