LDMOS的参数测试

1、LDMOS的参数测试一、LDMOS器件电学特性在线测试采用吉时利直流参数测试系统并配合高压测试探针对制备的LDMOS器件进行在片测试。利用光学显微镜观察器件的具体结构，并用探针给相应的电极加电，只使用探针向器件栅、漏极加电，而源极直接通过衬底与金属吸盘接地。需要测试的电学特性参数有： 1、阈值电压测试 2、击穿电压测试 3、输出特性测试1、阈值电压测试 测试的方式：固定器件漏源电压为某一值，扫描栅源电压Vgs，得到Ids-Vgs曲线。 设置Ids的一个初始小电流，当增加Vgs扫描得到相同的电流时，此时的Vgs则认定为器件的阈值电压Vt。 当Vgs大于Vt时，Ids迅速增大，则说明器件开启特性良

2、好。2、击穿电压测试 测试的方式：在栅压为零的条件下，扫描漏源电压Vds，提取Ids-Vds曲线。 设置Ids的一个初始小电流，当增加Vds扫描得到相同的电流时，此时的Vds则认定为器件的击穿电压。3、输出特性测试 测试的方式：在已知Vt的前提下，保证Vgs大于Vt，以0.2V为步长，开始扫描漏源电压Vds，提取不同Vgs下的Ids-Vds曲线。（例如：Vt为2.6V，可以将栅压从2.8增长到3.8V，步长为0.2V，扫描Vds。） 当Vds很小时，Ids随Vds的增加而增大，表现出电阻特性；当Vds较大时，Ids随Vds的增加，上升速率减小，曲线弯曲并趋于平坦，表现为电流饱和现象；当Vds继

3、续增大，器件进入饱和区，Ids基本不随Vds增大而变化，这些现象说明器件的输出特性正常。二、LDMOS器件负载牵引阻抗参数测试 负载牵引法（Load-Pull）是通过连续调节分别连接在被测器件输入、输出端口的源、负载阻抗调谐器，使输出功率和增益随之增大，仿佛是输出功率被阻抗调谐器“牵引”变化，习惯统称为负载牵引。 当器件达到最大功率传输状态时，认为器件输入阻抗与源调谐器阻抗、器件输出阻抗与负载调谐器阻抗共轭，通过读出调谐器的阻抗，即可反推出器件的输入、输出阻抗。 在整个测试过程中，通过调节阻抗调谐器，可以观测器件的最大输出功率，最大增益。1、负载牵引测试系统的构成负载牵引测试系统构成部分的功能

4、 网络分析仪（VNA）用于初始的系统校准以及器件小信号参数测试； 直流电源可以为待测器件（DUT）提供合适的偏置电压或电流； 直流偏置BIAS T型器是直流信号的加载通道，并且起到直流信号与射频信号隔离的作用； 高频信号源用来驱动待测功率器件工作在真实的大信号状态； 衰减器对DUT出功率进行衰减，起到保护频谱仪的作用 中央主控计算机（CHC）可以程控调节连接在待测器件两端的调谐器阻抗的大小，并实时监测器件的输出功率等指标的变化，找出使器件输出功率最大时调谐器的阻抗值，以反推器件阻抗，从而完成阻抗测试； 双通道功率计及频谱仪可以测试器件的输出功率及相应的功率谱线，结合CHC中的测试软件，绘制出待

5、测器件的增益、效率等多种响应曲线； 源、负载端耦合器用于输入、输出及反射信号的提取；环形器用于防止大功率信号反射回信号源，起到保护信号源的作用；负载牵引系统的特点 （1）连接待测器件两端的阻抗调谐器是可程控的，由中央主控计算机驱动高精度的步进电机，精确控制阻抗的变化，调谐器阻抗的变化范围可以覆盖整个阻抗圆图，从而达到阻抗“无死角”测试的效果。 （2）中央主控计算机内置有综合测试软件，它可以计算绘制出待测器件的输出功率、增益及效率等参数随负载阻抗变化的等值曲线，并可自动跟踪各参数最大值在阻抗圆图上的位置，从而得到器件特定参数最大值所对应的输入、输出阻抗。根据这些结果，可以折中设计出满足需要的功率

6、放大电路。2、TRL校准 由于测试中，测试仪器之间有许多中间件和连接件，使得测试出现误差，所以要对测试进行校准，才能准确获得器件的输入、输出阻抗参数。 TRL（Through-Reflection-Line）校准只采用“直通”、“反射”、“延迟线”三种类型校准件即可完成全部的校准过程。 当网分内部为正向测试时，通道R，A，B分别测试入射波、传输波、反射波，从而计算出期间的S参数。（1）直通校准件 校准时，左右对准连接，中间用与微带线等宽的铜箔粘贴，即可达到零长度止痛目的。（2）反射校准件 直通校准完成之后，去掉铜箔，当左右校准件分开间距为待测器件封装法兰宽度时，即可达到开路反射校准的目的。（3

7、）延迟校准件 采用 /4 延迟板和测试板对准连接，微带线衔接部分用等宽铜箔粘贴，即可达到 /4 延迟校准的目的。3、LDMOS器件阻抗参数测试 （1）负载牵引系统校准 （2）负载牵引系统嵌入 （3）LDMOS器件负载牵引测试（1）负载牵引系统校准 在中央主控计算机的控制下，自动阻抗调谐器在2.07，2.11，2.14，2.17，2.21GHz五个测试频点对Simth圆图进行均匀分布阻抗打点，以便校准和测试； 使用网分自带的电子或机械校准件校准网络分析仪； 利用校准后的网络分析仪分别测试耦合器、隔离器、BIAS T、衰减器、功率探头及同轴电缆的 S 参数，并将测试的结果保存在网分内部； 将系统完

8、整连接，测试整体的 S 参数，并与先前测试的 S 参数对比，完成系统整体校准。（2）负载牵引系统去嵌入 首先，将器件与测试电路板焊接，并固定在夹具上，接入负载牵引测试系统中； 然后，将先前测试的所有系统部件及校准件的 S 参数文件配置到测试控制软件中，完成整体验证和系统去嵌入，将测试参考面延伸到待测器件栅、漏引脚两端。（3）LDMOS器件负载牵引测试 在完成系统标准及去嵌入之后，使用负载牵引系统对LDMOS期间进行阻抗参数测试，流程如下： A：在不同的栅源偏置下，对器件进行漏源电压扫描，检测漏极电流，得到器件的 I-V 输出特性曲线。（注意器件的阈值电压和击穿电压等特性）确定器件的直流工作点，此时，器件工作在AB类状态下，兼顾输出功率和效率，能全面反应器件的特性； B：在期间未进行任何牵引的情况下，对器件进行功率扫描； C：对器件进行第一次负载牵引（Load-Pull），使器件输出端初步匹配，并对器件进行功率扫描，得到器件输出功率等值线。此时，系统会自动完成输出功率最大值搜索，并读出此时负载调谐器的阻抗值； D：在第一次负载牵引测试点额基础上，对器件进行源牵引（Source-Pull）测试，以确定器件的输入阻抗； E：当器件的输入匹配后，器件传输功率增大，工作状态发生变化，其输出