矢量網絡分析儀與噪聲系數分析儀在微波半導體芯片中的測試解決方案（上）

　　隨著科技的飛速發展，低噪聲放大器芯片在設計、生產、檢驗和應用等環節需要使用在片測試設備，但目前各研究機構、單位或公司主要使用國外微波測試產品。安泰測試代理的中電科思儀的3986噪聲系數分析儀，一體化最高頻率高達67GHz，可應用于低噪聲放大器芯片噪聲系數的高精度快速測試。

　　本文針對低噪聲放大器芯片噪聲系數和增益的快速測試問題，設計了On-wafer測試試驗，搭建基于3986噪聲系數分析儀、3672系列矢量網絡分析儀的測試系統，測試系統如圖1所示。通過對某型號低噪聲放大器芯片的測試，測得芯片的噪聲系數和增益，并對比了測試曲線與廠家提供的指標曲線，驗證測試系統正確性。

　　圖1 低噪聲放大器芯片測試系統框圖

　　1 系統組成

　　低噪聲放大器芯片測試系統組成如圖2所示，此系統主要組成為：

　　(1)噪聲系數分析儀。型號3986E，頻段10MHz~26.5GHz。

　　(2)矢量網絡分析儀。型號3672D，頻段10MHz~50GHz。

　　(3)噪聲源。頻段10MHz~26.5GHz。

　　(4)探針臺。型號：CASCADE 12652B-6。

　　(5)探針。GSG探針2個，直流探針2個。

　　(6)在片校準片。型號：CASCADE 101-190C。

　　(7)同軸校準件。

　　(8)直流電源。型號：大華DH1715A-3型直流雙路跟蹤穩壓穩流電源。

　　(9)低噪聲放大器芯片(被測件)。頻段2.6~3.8GHz;電壓+5V@42mA。

　　(10)電纜。穩幅穩相電纜2根，測試線纜2根。

　　圖2 低噪聲放大器芯片測試系統組成

　　2 測試流程

　　2.1 系統設置

　　(1)開啟噪聲系數分析儀和矢量網絡分析儀，預熱充分。

　　(2)根據芯片的測試要求及預測試分析，設置噪聲系數分析儀起始頻率為2.6GHz，終止頻率3.8GHz，掃描點數21點。相關參數及設置方法如表1所示。

　　表1 噪聲系數分析儀相關參數及設置方法

　　(3) 根據芯片的測試要求及預測試分析，設置矢量網絡分析儀的起始頻率為2.6GHz，終止頻率3.8GHz，掃描點數21點，測試軌跡為S21。相關參數及設置方法如表2所示。

　　表2 矢量網絡分析儀相關參數及設置方法

　　2.2 系統校準

　　(1)校準噪聲系數分析儀

　　噪聲系數分析儀連接噪聲源后，點擊【校準】校準噪聲系數分析儀主機。

　　(2)校準矢量網絡分析儀

　　矢量網絡分析儀兩端口分別接穩幅穩相電纜，用同軸校準件對其進行SOLT校準，如圖3所示。

　　圖3 矢量網絡分析儀校準

　　(3)用矢量網絡分析儀測試探針等附件損耗S21

　　將圖3中的校準件取下，將穩幅穩相電纜連接線纜，線纜另一端接探針，探針扎在在片校準片的直通件上使兩個端口連通，連接示意圖如圖4所示。

　　在矢量網絡分析儀中點擊[文件]→[另存為]，保存測試數據為s.csv文件。其中S21數據即為所需損耗。

　　圖4 矢量網絡分析儀在片損耗測試連接

　　(4)計算并設置損耗補償

　　損耗補償是在噪聲系數分析儀校準后、測試開始前，需要添加到噪聲系數分析儀中的數據，作用是補償掉線纜、探針帶來的損耗。損耗補償分為DUT前和DUT后兩部分，每一部分值為：-|S21|/2，DUT前/后損耗數據如表3所示。

　　表3 DUT前/后損耗數據表

　　點擊【損耗補償】→[DUT前表格]→[損耗補償表]→[DUT前表格]，編輯損耗補償表，將頻率點和損耗數據輸入。按照同樣方法，將DUT后補償表輸入完成。

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