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

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..