JPH0534407A - 高周波素子用測定治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＦＥＴ、トランジスタなどマイクロ波領域で
動作する高周波素子のＮＦやＳパラメータなどの高周波
特性を測定するばあい、高周波素子のリード端子が短く
ても、端子間容量の発生を極力防止し、精度の良い測定
を簡単に行える高周波素子用測定治具を提供する。 【構成】 同軸線路を構成している中心導体二本を直線
状でなくある角度をなしてその端部が近接するように配
置するとともに、その端部を平面状に形成してそれぞれ
入力端子および出力端子とし、前記同軸線路を構成して
いる外部導体と接続された接地端子とで高周波素子の各
リード端子と接続しうるように測定治具を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波用電界効果トラ
ンジスタ（以下、ＦＥＴという）や高周波用バイポーラ
トランジスタ（以下、トランジスタという）などの高周
波素子の雑音指数（以下、ＮＦという）やＳパラメータ
などの特性を測定するための高周波素子用測定治具に関
する。さらに詳しくは、高周波素子のリード端子が短く
なった短リードの高周波素子の特性を、高精度に測定す
るための高周波素子用測定治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりトランジスタやＦＥＴの高周波
特性は、専用の測定治具を用いて測定している。図５お
よび図６は従来のこの種の測定治具を示す図面で、図５
は要部の分解斜視図、図６は高周波素子載置部分の断面
図である。すなわち、従来のこの種の装置は、上半部
（図５では図示せず）が開閉式になっており、上半部を
開いて高周波素子を載置し、上半部を閉じて測定するよ
うな構成になっており、閉じた状態では素子の近くまで
伝送線路のインビーダンスがほぼ50Ωになるようになっ
ている。

【０００３】これらの図において、１は同軸線路の内軸
を構成する中心導体で、その先端部に切欠部11を設けて
高周波素子のリード端子を接続し易くし二本対向させて
配置し、一方を入力端子12、他方を出力端子13としてい
る。２は中心部に中心導体１と同心になるように円筒状
の中空部を設けた外部導体で、前述の同軸線路の外軸を
構成している。３は外部導体２と電気的に接続された接
地導体で、端部には高周波素子を載置する溝が形成さ
れ、接地端子31が設けられている。４は同軸コネクタ
で、同軸ケーブルを介して外部の測定機器などと接続で
きるようになっている。この同軸コネクタ４は出力端子
13側では図示を省略しているが、同様に形成されてい
る。５は高周波素子（たとえばＦＥＴ）で、51がゲート
端子、52がドレイン端子、53がソース端子の各リード端
子をそれぞれ示す。６は高周波素子５の各リード端子
を、治具の各端子に押えつけるための押えピンで、治具
の上半部にバネ61を介して取りつけられ、高周波素子５
を載置して上半部の治具を閉じることにより、自動的に
端子を押えつける構造となっている。７、８はそれぞれ
高周波素子の上下を金属でシールドすることにより、入
力信号と出力信号の干渉がおこらないようにするための
接地筐体である。

【０００４】この治具で高周波素子５であるＦＥＴの各
リード端子を治具の各端子と合わせて載置し、治具の上
半部を閉じ、たとえば、入力端子側からＦＥＴ動作用の
電源を印加するとともに、入力信号を入力し、出力信号
を同軸コネクタから取り出して測定器などに接続するこ
とにより、必要な高周波特性を測定することができる。

【０００５】従来、この高周波素子５の各リード端子5
1、52、53は５mm位の長さがあり、図６に示した中心導
体１の先端と接地筐体７との距離Ｌは0.5mm 位である。

【０００６】しかし、高周波素子では、リード線が長い
と余分なインダクタンスや容量が発生したり、外部ノイ
ズを拾い易いため、実際使用するばあいは、できるだけ
リード線を短く切ってハンダ付けなどで固定して使用し
ている。また、最近製造ラインの自動化に伴ない、これ
ら高周波素子も自動実装機にかけて使用されるようにな
っている。この自動実装機にかけて使用するばあいは、
そのままで搭載できるように、短リード化した高周波素
子をテープに貼着して、ピックアップし易い構成になっ
ている。

【０００７】このような状況から、ユーザより短リード
化の高周波素子を要求されるようになり、製造段階から
高周波素子のリードを短く形成し、その高周波特性の測
定も短リードの状態で行う必要が生じている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高周波素子の
リード端子が短いと、従来のままの治具では、入力端子
12と出力端子13との間隔が広過ぎて、高周波素子のリー
ド端子を接続できない。そこで、二本の中心導体１すな
わち入力端子12と出力端子13との間隔を近づけると、前
述の中心導体１の先端と接地筐体７との間隔Ｌが0.1mm
位と小さくなり、このあいだに生じる容量を無視するこ
とができなくなり、測定値に悪影響を及ぼし、正確な特
性値をえられないという問題がある。

【０００９】本発明はこのような状況に鑑み、短リード
の高周波素子でも、特性測定に何ら悪影響を及ぼさない
測定治具を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による高周波素子
用測定治具は、中心導体と外部導体とからなる同軸線路
の前記中心導体二つにより形成された入力端子と出力端
子および前記外部導体と接続された接地端子とで構成さ
れ、前記各端子に高周波素子の各リード端子を接続する
ことによって前記高周波素子の特性を測定するための高
周波素子用測定治具であって、前記入力端子と前記出力
端子とがある角度をなして近接配置され、かつ前記高周
波素子の各リード端子との接触面が平面となるように形
成されるように構成することにより、上記目的を達成し
たものである。

【００１１】

【作用】本発明によれば、高周波素子のリード端子と接
続する部分の測定治具の入力端子および出力端子は、充
分高周波素子に近づいて配置されているため、接続は容
易にできる。一方接地筐体に近接した部分は、中心導体
が斜めに配置され、かつ高周波素子が載置される部分は
平面に形成されているため、先端の接地筐体に近い部分
は尖鋭になっており、接地筐体に対向する中心導体の面
積は非常に小さく、両者間の容量はほとんど発生せず、
高周波特性の測定には何ら悪影響を及ぼさない。

【００１２】

【実施例】つぎに、図面にしたがって、本発明の高周波
素子用測定治具について説明する。図１および図２は本
発明の一実施例である高周波素子用測定治具の主要部を
示す図面で、図１は斜視図、図２は断面図を示す。これ
らの図において、符号は図５〜６と同じ部分を指す。本
実施例においては、外部導体２は同じ形状の金属ブロッ
ク21、21を二つ中心部で接合して形成されているが、一
体の金属ブロックで形成されてもよい。これら金属ブロ
ックに外軸を形成するための貫通孔22を形成し、その中
心に中心導体１を配置している。この際、同軸線路を形
成するためには内軸となる中心導体１の半径ｒと、外軸
となる外部導体２の内径すなわち、貫通孔22の半径Ｒと
の比およびそのあいだの誘電率により伝送経路の特性イ
ンピーダンスが定まるため、中心導体の半径に応じて貫
通孔22の穴を決める必要がある。

【００１３】ここで、本発明の特徴である、二つの中心
導体１を一直線状に配置せず、斜めに配置して高周波素
子載置部分で二つの中心導体１がある角度θをなすよう
に配置しているため、金属ブロック21に設ける貫通孔22
も、二つの中心導体のなす角度に合わせている。中心導
体は細い棒状であり、二本の中心導体がある角度θをな
して配置されると、端部は端面が斜めに位置する。その
ため端面を切削加工し、図１や図２に示すように高周波
素子５のリード端子接続部分である入力端子１２、出力
端子１３が平面状になるようにする。また、入出力間の
干渉を防止するため、従来と同様に、高周波素子の下側
に接地筐体７を配置して上面は接地筐体８でシールドさ
れた構造になっている。

【００１４】実施例１ つぎに、具体的な実施例により、本発明についてさらに
詳細に説明する。マイクロ波帯である12ＧＨ_z 帯のＦＥ
Ｔの高周波特性を測定するため、中心導体１として２ｒ
＝1.52mmφの金メッキした黄銅線を使用し、金属ブロッ
ク21として金メッキした黄銅を使用し、直径２Ｒ＝3.5m
m φの中空部分である貫通孔22を形成し、コネクタ４で
中心導体１を貫通孔22の中心に位置するように固定し
た。この際二本の中心導体１のなす角度θが90°になる
ように構成するとともに、中心導体の先端部すなわちＦ
ＥＴのリード端子が接続される入力端子12、出力端子13
部分が平面となるように先端加工した。

【００１５】この測定治具を使用してＦＥＴのＮＦや増
幅度、インピーダンスなどのＳパラメータを測定した。
その測定回路のブロック図を図３に示す。このＮＦの測
定ブロック図で、90は本実施例による測定治具、91はノ
イズソース、92はアイソレータ、93、96はバイアスＴ
で、Ｔ型分岐路で構成され、一方でＦＥＴ駆動用電源を
供給し、他方ではコンデンサを介して直流電源をカット
し、高周波信号のみを伝搬できるようにしてある。94、
95はチューナで、測定しようとする素子のインピーダン
スに伝送線路のインピーダンスを整合するためもので、
97は増幅器である。この回路で、バイアスＴを通してＦ
ＥＴに直流バイアス（Ｖｄｓ＝２Ｖ、Ｉｄ＝10mA）を加
えたのちノイズソース91の駆動信号をＮＦメータから入
力し、増幅器97の出力をミクサーを通してＮＦメータに
入力することにより測定した。また、Ｓパラメータは測
定治具をネットワークアナライザーに直結して測定し
た。その結果、ノイズも少く、正確に測定することがで
きた。

【００１６】本実施例によると、中心導体のなす角度θ
を90°にしたため、図３に示すように測定回路を接続し
ても横に一直線に伸びず、場所を広く必要としないのみ
ならず、測定者近辺に測定器具を配置でき、測定作業が
やり易いという利点があった。従来の測定治具では、同
軸ケーブルを曲げると損失が大きくなり、同軸コンポー
ネントを直接横に連結しなければならないため、一直線
に連結すると約118cmのスペースが必要であったのが、
本実施例では約88cmの横方向のスペースで済んだ。

【００１７】さらに本実施例によれば、測定治具の両側
に伸びる測定器具が90°になっているため、図４に示す
ように上下、左右の立体的に構成することができ、一層
スペースの有効利用を図ることができる（横方向の長さ
は約63cm）。さらに高周波素子の載置部分が45°の傾斜
をなしているため、その自重で高周波素子は常に一方側
に固定され、僅かなガタのため高周波素子を配置する位
置により特性値にバラツキの生ずる微妙な高周波素子の
測定において、常に安定な測定値をうることができた。

【００１８】さらに、本実施例によれば、金属ブロック
を分割して形成するとともに、中心導体を90°の角度を
なして入力端子12、出力端子13を平面となしているた
め、金属ブロック21の一方を180 °回転して中心導体１
を接触させることにより、中心導体および外部導体は直
線状に連結され、一本の同軸線路を形成できた。そのた
め、マイクロ波帯では線路の長さにより位相が異なり、
測定値に変動が生じるという微妙な線路長を正確に知る
ことができた。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、短リードの高周波素子
でも寄生容量を発生させることなく、確実に高周波特性
を測定できるため、正確で安定性のある測定値をうるこ
とができる。その結果、高周波素子の特性による選別を
容易に、しかも確実にでき、品質管理面からも顕著な効
果を奏する。

【００２０】また、測定系を一直線に並べる必要がない
ため、測定場所の省力化が図れるとともに、測定者の周
囲に測定器具を配置でき、しかも高周波素子のセッティ
ングも簡単で確実にできるため、測定能率が大幅に向上
し、測定コストを大幅に低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である高周波素子用測定治具
の要部斜視図である。

【図２】本発明の一実施例である高周波素子用測定治具
の高周波素子載置部の断面図である。

【図３】本発明の一実施例である高周波素子用測定治具
を使用して高周波特性を測定するばあいの測定系の一例
を示すブロック図である。

【図４】図３の測定系を立体的に配置した概念を示すブ
ロック図である。

【図５】従来の高周波素子用測定治具の要部の斜視図で
ある。

【図６】従来の高周波素子用測定治具の高周波素子載置
部の断面図である。

【符号の説明】

１ 中心導体 ２ 外部導体 ５ 高周波素子 12 入力端子 13 出力端子 31 接地端子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 中心導体と外部導体とからなる同軸線路
   の前記中心導体二つにより形成された入力端子と出力端
   子および前記外部導体と接続された接地端子とで構成さ
   れ、前記各端子に高周波素子の各リード端子を接続する
   ことによって前記高周波素子の特性を測定するための高
   周波素子用測定治具であって、前記入力端子と前記出力
   端子とがある角度をなして近接配置され、かつ前記高周
   波素子の各リード端子との接触面が平面となるように形
   成されてなる高周波素子用測定治具。