Вимірювання параметрів p-i-n діодів у хвилевідно-щілинній лінії на частотах міліметрового діапазону довжин хвиль

  • Ю. О. Хохановська Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
  • М. Ю. Омеляненко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" https://orcid.org/0000-0002-6307-0220
Ключові слова: p-i-n діод, параметри p-i-n діодів, хвилевідно-щілинна лінія, гібридно-інтегральні схеми

Анотація

Вступ. Загально відомо, що розробка інтегральної схеми, яка містить напівпровідникові елементи, вимагає виміру параметрів цих елементів у хвилевідному середовищі, що використовується. Існуючі методи вимірювання потребують процедури калібрування, що зумовлено пошуком опорної площини – трудомісткого процесу, який у деяких випадках взагалі неможливо виконати з необхідною точністю. Зокрема, це стосується вимірювань у хвилевідно-щілинній лінії, яка є зручним електродинамічним середовищем для реалізації гібридних інтегральних схем (ГІС) в діапазоні міліметрових хвиль. У цій роботі пропонується методика для вимірювання параметрів діодів, що не потребує калібрування. Запропонований метод дозволяє знайти комплексну електропровідність змішувальних детекторів та p-i-n діодів (останні у відкритому та закритому станах) з достатньою точністю. Опис процедури вимірювання. Схема вимірювань містить генератор СВЧ, спрямований відгалужувач, коротку вимірювальну секцію хвилевідно-щілинної лінії з встановленим діодом і рухомий короткозамикач в прямокутному хвилеводі. У результаті теоретичного аналізу було показано, що у випадку незначних втрат у вимірювальній секції процедура пошуку параметрів діода може бути зведена до вимірювання відстаней до поршня в положеннях, коли спостерігається максимум і мінімум відбиття хвилі. Обговорення результатів. В цьому розділі приводиться оцінка помилок, властивих запропонованій методиці. Показано, що при реальних втратах у вимірювальній секції помилки при визначенні параметрів діода не перевищують 20%, що можна вважати прийнятними для розробки схем, які містять ці діоди. Окрім того, приймаємо до уваги і той факт, що запропонований спосіб не вимагає процедури встановлення опорної площини, притаманної стандартним методам вимірювання імпедансу, що є джерелом основних помилок вимірювань. Висновок. Таким чином, в роботі була запропонована проста і ефективна з точки зору використання методика вимірювання основних параметрів p-i-n діода безпосередньо в електродинамічній системі ГІС. Похибки вимірювання не перевищують 20% і можуть бути зменшені шляхом зменшення втрат у вимірювальній секції..

Біографії авторів

Ю. О. Хохановська, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Хохановська Ю. О., магістрант радіотехнічного факультету

М. Ю. Омеляненко, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Омеляненко М. Ю., ст. викладач кафедри радіотехнічних пристроїв та систем

Посилання

Morgan M. and Weinreb S. (2005) Techniques for the Integration of High-Q Millimeter-Wave Filters in Multi-Function MMIC Modules. Microwave Journal, Vol. 48, No 5, pp. 182-196.

Fang B., Pu Y., and Luo Y. (2016) A Novel Wideband Antipodal Fin-line Waveguide-toMicrostrip Transition Structure for Ka-band Applications. 27th International Symposium on Space Terahertz Technology, Nanjing, China, April 13-15.

Tan B., Yassin G., Grimes P., Leech J., Jacobs K., Withington S., Tacon M. and Groppi C. (2010) A 700 GHz unilateral finline SIS mixer fed by a multi-flare angle smooth-walled horn. Millimeter, Submillimeter, and Far-Infrared Detectors and Instrumentation for Astronomy V, Vol 7741, 774110-1. DOI: 10.1117/12.856711

Mitsubishi Electric (2011) Low Noise GaAs HEMT MGF4941AL.

Altman J. L. (1965) Microwave Circuits (Electronic & Communication). Van Nostrand Reinhold Inc, 462 p.

Опубліковано
2018-12-30
Як цитувати
Хохановська, Ю. О. і Омеляненко, М. Ю. (2018) «Вимірювання параметрів p-i-n діодів у хвилевідно-щілинній лінії на частотах міліметрового діапазону довжин хвиль», Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, 0(75), с. 5-8. doi: 10.20535/RADAP.2018.75.5-8.
Номер
Розділ
Електродинаміка, пристрої НВЧ діапазону та антенна техніка