JPH0677045B2 - マイクロ波3端子能動部品の静電特性測定用固定具 - Google Patents

マイクロ波3端子能動部品の静電特性測定用固定具

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JPH0677045B2
JPH0677045B2 JP1053979A JP5397989A JPH0677045B2 JP H0677045 B2 JPH0677045 B2 JP H0677045B2 JP 1053979 A JP1053979 A JP 1053979A JP 5397989 A JP5397989 A JP 5397989A JP H0677045 B2 JPH0677045 B2 JP H0677045B2
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アンジエロ・アンゲルツチ
ロベルト・ブロツコ
ジアンニ・クレリコ・テイテイネツト
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クセルト セントロ・ステユデイ・エ・ラボラトリ・テレコミニカチオーニ・エツセ・ピー・アー
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/04Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0433Sockets for IC's or transistors
    • G01R1/0441Details
    • G01R1/045Sockets or component fixtures for RF or HF testing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロ波回路用3端子能動部品の電気特性測
定法、より詳細にはその静電特性測定用の固定具に係
る。
測定可能な部品としては、砒化ガリウム(GaAs)または
ケイ素(Si)から成る小信号または大信号用のFETまた
はバイポーラトランジスタをケースに封入したもの、ま
たはチップとしたものなどがある。測定は全て静電条件
下、すなわち直流電流において出力、入力また相互特性
曲線(FETの場合では、各種ゲート電圧VGに関するドレ
ン電流ID対ドレン電圧VD、ゲート電流IG対ゲート電圧
VG、または各種ドレン電圧VDに関するドレン電流ID対ゲ
ート電圧VG)を求めることを目的として実施される。
この種の測定法は部品の電気的挙動の測定に有効である
と共に、信頼性の点からみた挙動予測にも有効であるこ
とが証明されている。実際に、この種の測定によって特
定の静止点に関するバイアス電流および電圧測定値およ
び極温条件下でのその変化を得ることができる。
しかし、このような測定法を実施する上でいくつかの問
題点もある。それらは主として試験中に部品に生じるス
プリアス振動が大きくなることによるもので、電圧値、
電流値が変動するだけでなく、部品の破壊の原因となる
場合もある。スプリアス振動が望ましいのは、高電流が
部品を流れる場合である。スプリアス振動があると、相
互導電率が高くなり、従って全体的な測定回路利得も大
きくなるためである。部品の固有キャパシタンスおよび
バイアス回路網への端子と配線間の固有キャパシタンス
が低くても、確実に所定周波数まで反応を生じさせるこ
とができる。
付言すると、マイクロ波領域で動作することを目的とす
るこれらの部品は非常に高い遮断周波数(30GHzにも及
ぶ)を示すため、非常に低い周波数で非常に高い利得を
示し、それに呼応してスプリアス振動が生じる場合があ
る。そこで信頼性の高い測定値を獲得し部品破壊の危険
性を回避するためには、測定回路を実際的には直流電流
から始まる広い周波数範囲において安定化させる必要が
ある。FETの場合、破壊の一般的な原因は大きな振幅の
振動が存在する時にゲート接合、すなわちショットキー
接合が直接バイアスされて故障を生じることにある。
試験回路におけるスプリアス振動を防止し、上記のよう
な欠点を無くすために、現在いろいろな方法が使用され
ている。第1の方法は共振回路とRC回路を並列に配置し
て、スプリアス振動周波数において負荷として作用させ
る方法である。しかしこの方法は直ちに利用できるもの
とは言えない。これらの回路が周波数選択挙動を有する
上、集中素子を用いて構成されているため、能動部品の
種類毎に上記回路を同調するためにはスプリアス振動周
波数に関する予備知識が必要になるからである。
別の方法として入力回路と直列に安定抵抗を挿入し、で
きるだけ部品に近接して接続することにより、無効寄生
パラメータをできるだけ小さくする方法がある。この抵
抗が非常に広範囲の周波数帯域でステージ利得を減少さ
せるため、スプリアス振動を無くすことができる。それ
でも相当量の電流が入力ポートを流れる場合は、入力ポ
ートにおいて直接電圧を測定することも、出力ポートを
通る電流を測定することもできない。このような場合、
安定抵抗両端での電圧降下が大きくなり、そのために出
力端子において測定される電圧および対応する出力電流
が大きくなる。
さらに別の方法として、被験部品をある種の黒鉛入りス
ポンジ材料のような電磁波吸収材料で取囲む方法があ
る。この方法では、特に試験器具の数が多い場合には邪
魔になるのは明らかであり、特に能動部品がより不安定
になる最低周波数での有効性に欠ける。
本発明によって提供されるマイクロ波能動部品の静電特
性測定用固定具は、上述のような欠点を克服し、正逆の
バイアスによりスプリアス振動を生じることなく許容最
大値までI/0ポートにおける電流および電圧を同期的に
測定することができる。本発明の測定用固定具は狭帯域
成分を使用しないため、その有効性は同調の必要なしに
直流電流から部品の最大動作周波数にまで及ぶ。また、
小形化される上、製造も容易である。
本発明は請求項1に記載したような、マイクロ波能動部
品の静電特性測定用固定具を提供する。
次に添付図面を参照しながら非制限的な例として好適実
施態について詳しく説明するが、その中から以上に挙げ
たものも含めて本発明の特徴が明らかとなろう。
以下に説明する例では、被測定能動部品がゲート端子と
ソース端子とドレン端子を備えるマイクロ波FETである
とする。
第1図に示すように、機械的支持部が2つの誘電体基板
を支持しており、基板の上に構成された電気回路が被験
FETのゲートとドレンに別個に接続されている。支持部
は部品ケースの幾何学的大きさに適合させることによ
り、膨張による過大な応力を生じることなくFETの加熱
試験を行えるようにすることができる。
支持部は下記の各部から成る。
2つの金属製支持ブロックSU1,SU2。これらはFETにバ
イアス電圧を印加するための雑音抑制フィルタを備えた
2つの電気コネクタを収容する穴FO1,FO2を設けた2つ
のフランジFL1,FL2とそれぞれねじ留めされる。
金属製中間ブロックIN。前記2つの支持ブロックを連
結すると共に、FETのケースを高精度に収納する中間溝
を構成する。この目的のために、中間ブロックはその都
度被験FETのケースの寸法に幅と高さを合わせて作成す
る。すなわち、幅をケースの幅と概ね等しくし、高さに
ついてはFET端子が容易に電気回路線に当接できるよう
にする。FETはねじを穴FT′,FT″に螺合して中間ブロッ
クに固定することができる。また穴FP′,FP″によって
後述する押圧要素PRを固定することができる。中間ブロ
ックはその他、FETのソースへの電気的接触および部品
全体への熱接触を保証するようにも構成される。
2つの小形プラグSP′,SP″。前記2つの支持ブロッ
クと中間ブロックが、SU2およびINを貫通してSU1の穴FF
に螺合されるねじVによって固定される時に、これらを
整合させる働きをする。
2つのプレートPO1,PO2。支持ブロックSU1,SU2にねじ
留めされて上述の誘電体基板CI1,CI2を支持する。CI1と
CI2を電流を伝導する接着剤を用いて固着することによ
り、接地が有効に行われるようにする。プレートPO1,PO
2は支持ブロックSU1,SU2の熱膨張を誘電体基板CI1,CI2
の熱膨張に適応させることにより、被験FETの測定中に
生じる加熱周期において過剰な機械的応力が発生するの
を防止する働きをする。そのため、プレートPO1,PO2を
構成する材料は、支持ブロックの熱膨張係数と誘電体基
板の熱膨張係数の中間を示すものとする。例えば支持ブ
ロックが黄銅で形成され、基板がアルミナの場合PO1
と、PO2はコバールとも呼ばれる鉄・ニッケル・コバル
ト合金で形成すると良い。
前出の押圧要素PR。プレートPO1,PO2と同じ材料で形
成され、FETのゲート端子とドレン端子を基板CI1,CI2に
押圧することによりはんだを用いずに電気的接触を保証
できるように構成された2つの絶縁バーSE1,SE2を備え
る。
部品が「チップ」または「キャリヤに載置されたチッ
プ」の形をとる場合、端子が欠落しているため、基板CI
1,CI2の配線への接続を「ワイヤボンディング」によっ
て行う。この場合、押圧要素PRは当然不要になる。
それぞれの基板CI1,CI2上に構成した電気回路を示した
のが第2図である。石英、アルミナ、酸化ベリリウム等
で構成される誘電体基板の片面に接地導電面が形成さ
れ、他方の面に誘電線と抵抗線が形成される。より詳細
には、配線PCが金等の導電性材料で形成され、その一端
部に電源コネクタへの接続用のパッドが設けられる。そ
の他端部に被試験FETのゲートまたはドレンが接触配置
される。
それぞれ2本の分岐線を垂直に設けた2本の抵抗線が配
線PCの両縁に接して配設される。配線PCに対して対称か
つ平行にさらに2本の導電線PL′,PL″が設けられる。
これらの導電線も抵抗線RP′,RP″に直交する分岐線の
端部と接している。また配線PL′,PL″はプレートPO1,P
O2(第1図)を介して接地されているキャパシタ端子
(不図示)に接続されている。従って抵抗線RP′,RP″
の側方端部は交流電流において接地され、直流電流にお
いて絶縁されていることになる。このような回路は薄膜
技術で構成することができる。
次に、第3図の等価回路を参照して固定具の電気的動作
について見てみよう。導電線と平行に通る抵抗線は抵抗
A′,A″の組と等価であり、導電線に対して垂直の線は
抵抗B′,B″の組と等価である。また接地キャパシタ
C′,C″の組も存在する。各組のキャパシタは低周波数
でも高周波数でも寄生リアクタンスを低減するために少
なくとも1つの高キャパシタンスのキャパシタと少なく
とも1つの低キャパシタンスのキャパシタから構成され
る。FETのゲートまたはドレンから大地へ向かう途中に
ある等価高周波数抵抗は、約50オームに設定すると好都
合である。この値は2本の平行分岐抵抗線から求めたも
のであるが、抵抗線の幅を狭くして3本以上とした場合
でもこの値が求められる。
このように導電線と抵抗線を組合せることによって、振
動が減衰されるため測定回路が非常に安定する。実際
に、トランジスタから波動が生じても、抵抗線を通るう
ちに次第に減衰され、目立った不連続点が無くなるため
反射波の形成が防止される。FETのゲートまたはドレン
に集中抵抗を接続した場合にはこのような不連続点の形
成を免れないため、集中抵抗では回路の安定性を確保す
ることはできない。
導電線と被験トランジスタのドレンおよびゲート端子と
の間のインピーダンス整合を評価するために、広範囲の
周波数について測定を行った。より詳細には、最も不利
な条件下、すなわち雑音抑制フィルタ付きコネクタが電
源に接続されないような条件下でトランジスタの端子に
見られる反射係数を測定したところ、反射係数は3〜26
GHzの範囲で0.1(−20dB)以下であった。周知のよう
に、トランジスタの不安定性の原因となる反射は係数で
表され、その値は上記の数値よりはるかに高くなるのが
普通である。
以上に説明したものは非限定的な例によって記したもの
であることは明らかである。この発明の範囲を逸脱する
ことなく、種々の変形や変更態様が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は機械的支持部の分解図である。 第2図はその上に電気回路を構成された2つの誘電体基
板の1つを示している。 第3図は測定回路の等価回路図である。 CI1,CI2……誘電体基板、 SU1,SU2……支持ブロック、 FL1,FL2……フランジ、 FO1,FO2……フランジ穴、 IN……中間ブロック、 FP′,FP″……中間ブロック穴、 PR……押圧要素、 SP′,SP″……小形プラグ、 FF……ねじ穴、V……ねじ、 PO1,PO2……プレート、 PC……中央配線、RP′,RP″……抵抗線、 PL′,PL″……導電線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジアンニ・クレリコ・テイテイネツト イタリー国コジオラ(ヴエルチエリ)、ヴ イア・4ノヴエンブレ 49 (56)参考文献 特開 昭62−34077(JP,A) 特開 昭59−126971(JP,A) 実開 昭55−174174(JP,U)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マイクロ波3端子能動部品の静電特性測定
    用固定具であって、該被験部品の入出力端子に別個に接
    続された電気回路を載置した2つの誘電体基板(CI1,CI
    2)を支持する機械的支持装置を含んで成る固定具にお
    いて、前記固定具が、 被験部品にバイアス電圧を印加するための雑音抑制フィ
    ルタを備えた/2つの電気コネクタを収容する穴(FO1,FO
    2)をそれぞれ設けられている2つのフランジ(FL1,FL
    2)にそれぞれねじ留めされる2つの金属性支持ブロッ
    ク(SU1,SU2)と、 前記2つの支持ブロックを連結すると共に被験部品を高
    精度に収容してねじ留めできるようにする中間溝を形成
    し、押圧要素(PR)を固定させるための2つの穴(F
    P′,FP″)を備える金属製中間ブロック(IN)であっ
    て、被験部品の共通端子への電気接触および部品全体へ
    の熱接触を確実にする機能も有する中間ブロックと、 ねじ(V)を一方の支持ブロック(SU2)および中間ブ
    ロックに貫通し、他方の支持ブロック(SU1)のねじ穴
    (FF)に螺合することによって前記2つの支持ブロック
    と中間ブロックを固定する時にこれらのブロックを整合
    する2つの小形プラグ(SP′,SP″)と、 支持ブロック(SU1,SU2)にねじ留めされて誘電体基板
    (CI1,CI2)を支持すると共に、支持ブロック(SU1,SU
    2)の熱膨張を誘電体基板(CI1,CI2)の熱膨張に適応さ
    せるための2つのプレート(PO1,PO2)と、 被験部品の入出力端子を誘電体基板(CI1,CI2)に押圧
    してはんだ付けを用いずに電気的接続を行うように構成
    された2つの絶縁バーを備えている押圧要素(PR)と、 各々が片面に接地導電面を備える2つの誘電体基板(CI
    1,CI2)であって、前記基板の他方の面に、 (a)導電性材料から成り、一端部に電源コネクタへの接
    続用のパッドを設けた中央配線(PC)と、 (b)前記中央配線(PC)に隣接して、該配線の両縁部に
    沿って電気的に接続されており、抵抗分岐線を垂直に設
    けられている2本の抵抗線(RP′,RP″)と、 (c)前記中央配線(PC)に対し対称かつ平行に、また前
    記抵抗線(RP′,RP″)の垂直分岐線の端部と接続して
    配設されている2本の導電線(PL′,PL″)とを設けら
    れている誘電体基板とを含んで成ることを特徴とする固
    定具。
  2. 【請求項2】前記誘電線(PL′,PL″)が前記プレート
    (PO1,PO2)とを介して接地されているキャパシタの端
    子に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の
    固定具。
  3. 【請求項3】前記プレート(PO1,PO2)を構成する材料
    が、支持ブロック(SU1,SU2)の熱膨張係数と誘電体基
    板(C1I,CI2)の熱膨張係数との中間の熱膨張係数を有
    する材料であることを特徴とする請求項1に記載の固定
    具。
  4. 【請求項4】前記金属製中間ブロック(IN)が、被験部
    品のケースの幅にほぼ等しい幅と、被験部品の入出力端
    子を誘電体基板(CI1,CI2)の中央配線(PC)に容易に
    接続できる高さとを有していることを特徴とする請求項
    1に記載の固定具。
JP1053979A 1988-03-23 1989-03-08 マイクロ波3端子能動部品の静電特性測定用固定具 Expired - Lifetime JPH0677045B2 (ja)

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IT67258/88A IT1219140B (it) 1988-03-23 1988-03-23 Dispositivo per la misura delle caratteristiche statiche di componenti attivi a tre terminali per microonde
IT67258-A/88 1988-03-23

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JPH01276077A JPH01276077A (ja) 1989-11-06
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DE (2) DE334273T1 (ja)
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