1) 12 Элементов; 2) элементов l1, l5, l6, с2; 3) элементов l5, l6

При настройке многокаскадных усилителей используют излучения света мощными ПТШ, усиливающими СВЧ сигнал. Экспериментально установлено, что интенсивность излучения коррели­руется с уровнем входного СВЧ сигнала и с насыщением выходной мощности. Этот эффект оказывается полезным при определе­нии качества межкаскадного согласования и однородности распре­деления усиливаемого сигнала по площади (длине затворных сек­ций) мощного транзистора. Проводя анализ результатов излуче­ния, следует учитывать, что ПТШ, имеющие разные напряжения пробоя между затвором и стоком, различаются интенсивностью из­лучения при одинаковых напряжениях смещения и уровнях СВЧ мощности. Для повышения достоверности результатов находят по­рог возникновения излучения в дискретных транзисторах со струк­турой, аналогичной используемой в усилителе, и изготовленных на той же пластине полупроводника.

Контроль параметров микросхем

При массовом производстве полупроводниковых микросхем СВЧ диапазона необходимо проверять их параметры. Для снижения стоимости разбраковку кристаллов, в которых изготовлена микро­схема, целесообразно выполнять перед их установкой в корпусы, т. е. прямо на пластине до нарезки. Наиболее простым способом проверки является контроль параметров по постоянному току (на­пример, снятие статических характеристик) или по переменному току на относительно низких частотах (единицы мегагерц). Этот способ имеет два существенных недостатка: микросхемы СВЧ диа­пазона частот не усиливают (или не преобразуют) постоянные или низкочастотные сигналы из-за наличия разделительных и блоки­ровочных конденсаторов, а также индуктивностей, рассчитанных на более высокие частоты; работоспособность микросхемы при контрольных сигналах еще не является гарантией функциониро­вания в требуемом диапазоне частот и амплитуд, т. е. в реальных условиях.

Для подачи и вывода СВЧ сигнала с контактных площадок микросхемы необходимы зонды, которые не должны вносить ис­кажений и обеспечивать хороший контакт в широком диапазоне частот. Изготовление таких зондов, имеющих очень малые раз­меры, сопряжено с определенными трудностями. Это ограничи­вает развитие методов контроля параметров микросхем на СВЧ.

До частоты 4 ГГц возможно применение зондов, представляющих собой систему микрополосковых линий (рис.13), располо­женных на сапфировой подложке. Контакт с контролируемой пластиной осуществляется с помощью наконечников зондов из полосок Ве-Сu через отверстие в сапфировой подложке. При контроле движется пластина, а подложка с зондами остается неподвижной. В тех местах, где необходимо заземление, зонд соединяют с металлизацией на обратной стороне сапфировой под­ложки короткой золотой полоской. Индуктивность зонда состав­ляет приблизительно 0,7 нГн, что в ряде случаев может оказаться нежелательным. Кроме того, использование зондов на линиях с волновым сопротивлением 50 Ом для подачи постоянных напряжений смещения приводит к попаданию СВЧ сигнала в эти линии и возникновению паразитных связей. По этой причине часто не­обходимо размещать на пластине с зондами фильтры питания, включая блокировочные конденсаторы, и учитывать паразитные связи между зондами.

Недостатак таких зондов заключается в болышой паразитной индуктивности и повышенном излучении на конце зонда, что сов­местно с изменением паразитных связей при прижиме сапфиро­вой подложки к кристаллу (изменяется положение гибких наконечников) ограничивает их применение на частотах выше 4 ГГц.

Снизить паразитную индуктивность зонда можно, уменьшив длину его наконечника или, другими словами, подведя 50-Ом линию передачи как можно ближе к кристаллу. Для этой цели используют постепенно сужающуюся микрополосковую линию с со­ответственно уменьшающейся толщиной подложки (волновое со­противление сохраняется постоянным). Наклоняя подложку с МПЛ, можно обеспечить соединение полоски и заземляющей плоскости непосредетвенно с контактными площадками кристалла (расположенными обычно на расстоянии 100 мкм). На контакт­ных площадках размещают золотые шарики (диаметром 25 мкм), увеличивающие площадь касания и компенсирующие угол меж­ду зондом и контактными площадками. Геометрические размеры полоска таких зондов определяются методами фотолитографии и отличаются воспроизводимостью характеристик.

Рис.13. Система высокочастотных зондов на основе микрополосковых линий.

Применение копланарных волноводов, в которых сигнальный полосок и заземляющие плоскости расположены в одной плоско­сти и в которых можно получить волновое сопротивлением 50 Ом при размерах, соизмеримых с контактными площадками, облег­чает изготовлеиие СВЧ зондов. Как и в случае зондов на MПJI, для улучшения контакта применяются золотые шарики (рис.14).

Рис.14. Зонды на основе копланарных волноводов, присоединенные к

дискретному транзистору.

Контактные площадки (включая необходимое число площадок, связанных с заземляющей плоскостью) должны рас­полагаться рядами так, чтобы обеспечить применение нескольких зондов. Обычно используют два параллельных ряда площадок на противоположных сторонах кристалла со стандартными расстоя­ниями между площадками. Возможно размещение на диэлектри­ческих подложках зондов пассивных и активных элементов, уве­личивающих возможности измерительного оборудования. Для по­вышения достоверности результатов проводят калибровку изме­рительного тракта с учетом потерь и отражений в наконечнике зондов.