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文檔簡介
GB/T20516—××××1——階躍二極管(用于梳狀譜發生器、倍頻器等)2規范性引用文件GB/T4587-2023半導體器件分立器件第7部分:雙極型晶體管GB/T17573-1998國際電子學詞匯-702章:振蕩器,信號和相關器件IEC60747-7:2000半導體器件分立器件第7部分:雙極型晶體管(Semiconductordevices–Discretedevices–Part7:BipIEC60747-8:2000半導體器件分立器件第8部分:場效應晶體管(Semiconductordevices–Discretedevices–Part8:Field-effecttransistors)GB/T20516—××××2本節內容適用于變容二極管。變容二極管是一種結電容隨外加偏壓變化的可變電抗器件,其變容特性可實現電子電路頻率和相位的改變,即能實現電調諧或倍頻目的,主要用于電調諧、變頻器、諧波倍頻器、移相器等。電調諧二極管:用于改變調諧電路頻率的二極管,這種二極管通常用比其使用頻率高得多的諧振頻率來表征其特性,且具有已知的電容-電壓關系。變頻器:用于低次倍頻的頻率變換,通過將穩態的正弦波電壓加到變容二極管上,產生的電流波形發生畸變,產生高次諧波。諧波倍頻二極管:這種二極管在工作頻率下應具有非線性電容-電壓關系,且截止頻率與工作頻率移相器:用于電調移相,實現相位連續可調。3.2術語和文字符號3.3基本額定值和特性3.3.1額定條件變容二極管可按環境額定條件或管殼額定條件,或適用時兩者來規定。在3.3.2中列出的額定值應在下列溫度下給出:——器件環境額定條件:環境溫度25℃和一個更高的溫度。——器件管殼額定條件:基準點溫度25℃和一個更高的基準點溫度。3.3.2額定值(極限值)應規定下列額定值。——工作溫度范圍;——貯存溫度范圍。3.3.2.2電壓(VF)和電流(I——最大峰值反向電壓;——最大平均正向電流(適用時——最大峰值正向電流(適用時)。3.3.2.3耗散功率在工作溫度范圍內和規定條件下的最大耗散功率。除另有規定外,應規定25℃下的下列特性。33.3.3.1分布電容(Cp)規定條件下的典型值和最大值(適用時)。3.3.3.3總電容(Ct)a)在規定偏壓和規定頻率下(見注1)的最小值和最大值;b)表示總電容與偏壓之間關系的典型曲線。3.3.3.4結電容(Cj)在規定偏壓下(見注1和注2)的最小值和最大值。當Cp和Ct的值為相同數量級時,可給出Cj的典3.3.3.5有效品質因數(Q)在規定偏壓下(見注3),在兩個或多個規定頻率點處的最小值。3.3.3.6截止頻率(fc)在規定條件下(見注3和注4)的最小值。在規定條件下(見注3)的最大值和(或)典型值。3.3.3.8反向電流(IR)在規定反向電壓下的最大值。3.3.3.9熱阻(Rth)結到環境或結到基準點之間的最大值。3.3.3.10開關時間(trr)在規定條件下的典型值。3.3.3.11存儲電荷(Qc)或少數載流子壽命(τ)在規定條件下(包括偏置)存儲電荷的典型值,或在規定條件下少數載流子壽命的典型值。3.3.3.12渡越時間(t)在規定條件下以及規定的測量電路中的典型值。GB/T20516—××××4Cj=K(V+。)注3:對電調應用類器件,如果未規定Q值和串聯電阻Rs,則應規定截止頻率。注4:截止頻率fc定義為:C——結電容。Rs由圖1所示的等效電路確定,其值與測試方法及偏置電壓有關。CR——低頻結電阻,通常Rj很大可以忽略不計;C——分布電容;3.3.4應用數據作諧波倍頻應用時,應規定頻率。3.4測試方法3.4.1反向電流IR5在規定的反向電壓下,測量二極管的反向電流。R反向電流測試電路圖見圖2。RA-lG)D+3.4.1.3電路說明和要求b)R——限流電阻;當反向電流小于1μA時,電流表可使用相應量程的檢流計,電流表(或檢流計)的壓降與二極管上的壓降相比應可以忽略。3.4.1.4測試步驟調節可調直流電壓源,使反向電壓達到規定值。從電流表上讀取反向電流值。3.4.1.5規定條件應規定測試條件如下:3.4.2.1脈沖法GB/T20516—××××6AABDR1雙線示波器/峰值讀數表3.4.2.1.3電路說明和要求a)R1——示波器采樣電阻(無感電阻b)R——限流電阻,要求R>>R1+RD,RD為二3.4.2.1.4測試步驟調整脈沖源輸出幅度,使正向電流達到規定值(用示波器B路觀測示波器3.4.2.1.5規定條件b)脈沖占空比。3.4.2.2直流法7 V+V+GD-3.4.2.2.3電路說明和要求3.4.2.2.4測試步驟3.4.2.2.5規定條件總電容(Ct=Cj+Cp)的測量應在足夠低的采用下面規定的方法測量在規定偏置下的總3.4.3.1分立系統測試方法GB/T20516—××××8端電容測試電路圖見圖5。D-VG+RD-VG+3.4.3.1.3電路說明和要求3.4.3.1.4測試步驟3.4.3.1.5規定條件3.4.3.2電容測試儀測試法9端電容(電容測試儀測試法)測試電路圖見圖6。測試夾具-D測試夾具-D+3.4.3.2.3電路說明和要求3.4.3.2.4測試步驟電源電壓值(≥38V3.4.3.2.5規定條件3.4.4品質因素(LCR表測試法)GB/T20516—××××3.4.4.2概述與原理Q4=f——等效頻率,單位為赫茲(Hz12πfCj4RsRs——反向串聯電阻,單位為歐姆(Ω)。R測試夾具-直流恒流電源+D反向串聯電阻測試電路圖見圖7。R測試夾具-直流恒流電源+DRFLCR表3.4.4.4電路說明和要求3.4.4.5測試步驟測試步驟如下:b)先將標準樣品接入測試夾具,加反向偏置,調節恒流源使偏置電流c)將裝配好的被測二極管放入測試夾具,讀取反向串聯電3.4.4.6規定條件應規定測試條件如下:電流表測試夾具+被測器件直流恒流源串聯電阻測試電路圖見圖8。電流表測試夾具+被測器件直流恒流源RFLCR表3.4.5.3電路說明和要求3.4.5.4測試步驟測試步驟如下:c)將裝配好的被測二極管放入測試夾具,讀取串聯電阻值Rs并記錄。3.4.5.5規定條件應規定測試條件如下:GB/T20516—××××在測試頻率范圍內分布電容Cp的影響相對于二極管的端阻抗應可以忽略。被測二極管裝在圖9所示的測量裝置中并放在同軸開槽測量線內導體的頂部。X——距離;Att——衰減器;f——頻率計。測試步驟如下:首先確定在某一正向偏置電壓(總電容與該偏置電壓的變化無關)下測得的駐波電壓為最小時的位置Xm。該偏置電壓應足夠高,以使電壓的增長不會影響測試結果。(正向電流大約為5mA時可滿足該其次,測量線的阻抗不能有任何突變,把一個金屬塊放在測試裝置中的二極管處,以使參考面短路,該參考面的位置由二極管的制造廠確定并應加以規定。在這種情況下,找出駐波電壓最小時最接近Xm且大于Xm的位置Xs。由式(5)得到二極管的電抗:………………(5)串聯電感Ls可由式(6)求得:…………(6)注:某些結構的器件不能用這種測試方法得到正確的結果。在這種情況下,制造商應給出電3.4.7熱阻Rth測量被測器件結到基準點(最好定在管殼上)之間的熱阻。3.4.7.2測試原理在兩個不同耗散功率P1和P2,以及使兩次結溫相同的冷卻條件下測量器件的基準點溫度T1和T2。用在基準電流下的正向電壓驗證兩次結溫是否相同,如式(7)?!?7)3.4.7.3基本電路圖3.4.7.4電路說明和要求I——在結中產生耗散功率P的負載電流,可以是直流電流,也可以是交流電流;I——在負載電流I1周期性切斷的短時間內監測用的基準直流電流;W——指示負載電流I1在結中產生的耗散功率P的功率計;對于交流法,W測量的是被測器件S1——周期性切斷負載電流I1的電子開關;對于交流法S2——負載電流I1切斷時閉合的電子開關;3.4.7.5注意事項從負載電流I1轉換到基準電流I2時,由于器件過剩載流子的存在而出現瞬態電壓。如果被測器件的管殼包含鐵磁性材料,則會產生附加的瞬態電壓。在這些瞬態效應消失之前,不應閉合開關S2。注:負載電流I1可以為零,這樣耗散功率P1也為零,有效結溫等于基準點溫度T1。3.4.7.6測試步驟將被測器件夾緊在保持某一固定溫度的散熱器上,把熱偶固定在基準點上,以測量被測器件的溫度。測試按以下兩步進行:GB/T20516—××××a)把散熱器保持在一個較高的溫度上,施加一個小的負載電流I1,在結中產生耗散功率P1。達到熱平衡后,調節零示法電壓表V至零點平衡狀態。記錄基準點溫度T1;b)把散熱器保持在一個較低的溫度上,增大負載電流I1,直到耗散功率P1使結溫上升到與步驟a)相同的溫度。這可由零點法電壓表V的零點平衡來顯示。記錄管殼的基準點溫度T2。熱阻Rth可由式(8)計算:…………(8)3.4.8瞬態熱阻抗Zth3.4.8.2概述和原理ΔVF——結溫變化量,單位為伏特(VM——正向壓降的溫度系數。瞬態熱阻的測試電路圖見圖11。M數字電壓表IFM數字電壓表IF1電流源D1ASA數字電壓數字電壓表取樣保持電路△D2DΔVF數字電壓表取樣保持電路△D2DΔVF數字電壓表可調單脈沖發生器瞬態熱阻測試儀瞬態熱阻測試儀3.4.8.4電路說明和要求c)IF1電流源提供被測二極管一恒定正向電流,其值遠小于功率脈沖發生器提供的正向脈沖電流IF2,且不致使被測二極管有明顯發熱,d)M數字電壓表能完成M=1.267–VF1/(273+TA)運算功能而直接讀出M值。3.4.8.5測試步驟測試步驟如下:a)調節IF1電流源,使IF1為規定值,讀取M值。GB/T20516—××××3.4.8.6規定條件應規定測試條件如下:a)正向電流IF1;b)正向脈沖電流IF2;3.4.9變容二極管的例子下面推薦的測試方法適用于特定工作條件和結構類型的被測二極管。關于二極管品質因數的測量,建議在提供Q值時應說明獲得該值所采用的特定的測試方法。這是必須的,因為對給定的二極管采用兩種規定方法測試可能會得到不同的Q值。3.4.9.1傳輸線測量法這種方法適用于評價可能作多種應用的微波二極管的主要性能,尤其是那些未封裝的或者封裝并聯電容的容抗大于在串聯諧振頻率下二極管串聯電阻的二極管。3.4.9.1.1原理觀察由二極管并聯接入而產生的對任一非輻射傳輸系統的傳輸性能的影響。把二極管并聯在傳輸線上以使因安裝產生的電抗最??;例如,使用波導傳輸系統,按圖12所示安裝二極管。D——被測二極管。測量在串聯諧振頻率下二極管產生的傳輸損耗以計算二極管等效電路元件,也可確定電容與偏壓安裝的二極管等效電路如圖13所示。ZCLRC接近串聯諧振時,封裝電容(CP)的影響忽略不計,可以省略。分四步測試,即:a)零偏時在串聯諧振頻率下的傳輸損耗;b)傳輸特性的帶寬;d)串聯諧振頻率隨偏壓的變化。確定四個未知量:d)結電容隨被測偏壓的變化。GB/T20516—××××3.4.9.1.3電路說明和要求應采用良好的微波傳輸線工程技術安裝試驗設備。應檢查定向耦合器、頻率計、衰減器和檢波器等所有單元,以保證在所要求的頻率和功率試驗條件范圍內完全匹配和工作。系統單元應有足夠的帶寬以保證在測試頻帶內由測試引人的變化和誤差可忽略不計。射頻信號發生器應能在標稱的二極管小信號工作電平下穩定工作。二極管夾具應與規定的安裝要求相符合。典型的結構由一個漸變的裝置組成,在其一個面上裝有能夠施加偏置的扼流套。漸變裝置通常是保證二極管性能測試所必須的部件。這樣可以避免采用電感性頂桿安裝二極管帶來的麻煩(見圖9)。3.4.9.1.4測試步驟把二極管裝入與傳輸系統相連接的規定的夾具內。使二極管工作在要求的偏壓下并記錄所指示的傳輸功率可以得到串聯諧振頻率,測試頻率在二極管諧振頻率前后適當的頻率范圍內掃描。串聯諧振頻率為最小射頻傳輸功率點所對應的頻率。在掃描期間二極管的射頻入射功率應保持恒定。3.4.9.1.6傳輸損耗(T)記錄二極管零偏壓(或其他規定電壓)諧振時的傳輸信號電平。然后,從夾具上取下二極管,調節精密衰減器使傳輸信號電平與初始記錄值相同,則衰減器調節的變化量即為諧振時的傳輸損耗(T)。測試期間二極管的射頻入射功率應保持恒定。測量在串聯諧振頻率下由二極管引入的傳輸損耗的另一種方法是:先記錄測試頻率遠離諧振頻率時匹配檢波器的入射功率,然后改變測試頻率至諧振值,調節精密衰減器使所指示的功率回到測試頻率遠離諧振頻率時的功率值。由衰減器讀數的變化得到傳輸系數(T)(見圖15)。如果選取的測試頻率等于公式(11)給出的串聯諧振頻率(fs…………………(11)可按3.4.9.1.6測量傳輸損耗,有效串聯電阻由公式(12)得出:Z0——損耗元件附近的傳輸線特性阻抗。在波導安裝的情況下,應使用功率一電壓關系式;T——被測二極管的有用入射功率與傳輸功率之比。Rs隨偏壓的變化可通過調節測試頻率至與每一偏壓相對應的串聯諧振頻率并測量每種情況下的也可得到有效Q值隨偏壓的變化。在給定偏置下的有效Q值可通過改變測試頻率至串聯諧振頻率的兩個邊帶頻率的值來得到,讀取傳輸功率為串聯諧振頻率點功率的兩倍的兩個頻率點(如圖15所示)。如果這兩個頻率是f1和f2,則另外,由于……………………(14)根據公式(1),由對偏壓的曲線可作出KCj與偏壓的對應曲線,K為常數。如果將頻率調至零偏壓時的串聯諧振頻率,可以獲得達到兩倍傳輸功率的正向偏壓(V1)和反向偏根據KCj與偏壓的對應曲線,可找出KCj1和KCj2的對應值。則可得出Q值為:如果較小,則上式可簡化為:……………………(15)GB/T20516—××××有效Q值的測試也可采用阻抗轉換測量法。3.4.9.1.9截止頻率零偏時的截止頻率(fc)為:fon=Qfon 3.4.9.1.10零偏壓結電容 3.4.9.1.12電容變化系數(γ)確定產生規定正向電流所要求的偏壓,則由或KCj對偏壓的曲線,可得到與正向電壓(VF)和反向偏如果分別用和表示相應的電容值,則:3.4.9.2諧振腔法這種方法適用于在測試頻率下有效品質因數大于15的變容管的測試,其測試結果不會受串聯電阻隨偏壓而變化的影響。3.4.9.2.1原理本方法確定變容二極管對在工作頻率下1/2波長型同軸諧振腔的諧振頻率以及Q值的影響。二極管裝在諧振腔的中心導體和內壁平面之間,如圖16所示。為了限制當結電容或二極管改變時腔體諧振頻率的變化范圍,必須采用導體外內徑之比較大的諧振腔(高特性阻抗的同軸諧振腔)。本方法將測量結電容CjO和在偏壓VO下的截止頻率fco。這些值能夠確定變容管的串聯電阻rs和有效品質因數Qeff。應確定同軸腔的下列特性:fr0——同軸腔安裝變容管(在偏壓Vo下)的諧振頻率;Cp——變容管管殼分布電容;f’——用一個與被測二極管尺寸相同的金屬假管代替變容管Q’——變容管被假管代替時同軸腔的未加載Q值。斜率“a”。在偏壓為V0時的結電容為:Gjo=cr(v)-cp (20)fo=2akQro-cjo (21)GB/T20516—××××k——修正因子,考慮到腔壁的損耗。對第二次TEM諧振頻率,k為: (22)在偏壓為V0時的串聯電阻為: (23)在偏壓為V0時的有效品質因素Qeff為: (24)3.4.9.2.2測試3.4.9.2.4電路說明和要求射頻信號源應有高頻穩定性,并有低頻調制,便于選通電壓表和電壓駐波比指示器指示,且通過20dB定向耦合器施加到同軸腔。射頻信號的峰值VP應足夠低,以確保在工作特性區內不產生非線性。同軸腔輸入端的入射功率應不大于由下式確定的值:由于入射功率限制不要求很準確,上式中的fc0可用估計值。3.4.9.2.5測試步驟a)測量fr(V)和fro圍繞V0測量一組偏壓下的諧振頻率fr(V)(例如V0=-6V,可在下列電壓下測V;-5V;-5.5V;-6V;-6.5V;-7V;-7.5V)。改變信號源頻率,記錄最小反射功率值,為了保證高的測量精度,最好由接近fr且同軸腔反射功率相同的兩個頻率的平均值來確定fro。b)測量Qro設置偏壓為V0,通過測量電壓駐波比求得有載Qro值。c)測量f’和Q’用假二極管代替變容管,按與測量fro和Qro相同的方法測量這些值。上述為同軸腔的基本特性。3.4.9.2.6測試CT(V)和CP變容管的總電容:cr(V)=G;(V)+CP (26)可采用常規的低頻橋測量法得到。C V1和V2——兩個偏壓;反偏時,V1和V2為負值;——接觸電位差(例如硅二極管為0.7V);n——Cj-V關系的非線性因子。3.4.9.2.7直接測量CP把變容管內金屬引線和半導體芯片之間的歐姆接觸斷開可直接測量CP。3.4.9.3阻抗轉換法本方法適用于只在串聯電阻近似與偏壓無關的二極管特性區內工作的變容管的測試。3.4.9.3.1原理無耗傳輸線任一處的歸一化阻抗(Z)與該處的反射系數(ρ)有關: (28)上式說明在任一參考面的歸一化阻抗和反射系數雙線性相關。因此,對兩個阻抗參考面Z1和Z2之間的無耗轉換,可表示為: (29)——實數。如果考慮在某一處僅電抗元件不同的兩個阻抗(Za和Zb),則在第二參考面的相應阻抗可表示為: (30)和GB/T20516—××××……………(31)由公式(3-29)可看到在某一參考面史密斯(Smith)圓圖上的等電阻圓轉換成另一參考面的相同類這種轉換與電抗值有關,所以由公式(5)和(6)得到的AX/R比值看來與轉換常數無關。因此,對一個端接在電抗部分可變的阻抗上的傳輸線,在與端面相對應的測量線上某一參考面的阻抗軌跡也落在等電阻圓上。如果把Z1阻抗參考面當作二極管本身的阻抗參考面,則在任一對應參考面中的AX/R就等于二極管式中,腳注1和2分別對應在偏壓為V1和V2時獲得的參數值。在規定點的有效品質因數可表示為:Q=AQ-O……(32)對規定型號的二極管,式中為與兩個偏壓點有關的常數。兩個偏壓中的一個(V1或V2)可為規定值。的推導:…………(33)Φ——準接觸電位差;n——C-V關系的非線性因子。例如:對由擴散工藝制造的硅變容管,n一般為1/3,φ=0.5v。如果V=-4.5V,?=-6V,則O=10,即Q=10AQ。的值為: (34) (35)10lg(ms——偏壓1下功率駐波比(dB10lg(ms——偏壓2下功率駐波比(dB)。GB/T20516—××××式中和M2分別為偏壓1和2的最小值位置。如果和很大(即:通常在高值二極管情況下得到的值),公式(35)可簡化為: 和…………………(38)——偏壓1和2之間反射系數的相位變化。對于精度優于1%,在實際應用時該式可簡化為:考慮到公式(37)在調節到Y=1時(即在規定如果進行調節以提供規定偏壓下的匹配條件,測量參考面的阻抗將與Smith圓圖上的單位電阻圓重合。從而規定了參考面,在該參考面內的阻抗Zin由下式確定: (43)由公式(41)可求得任一偏壓下的Q值。3.4.9.3.2測試步驟把二極管放入規定的夾具,并接到如圖15所示的電路中。采用二極管后面的可調短路器和二極管前面的調配段(例如E-H調配器)可獲得二極管與測量線之GB/T20516—××××然后把偏壓調到規定值并進行轉換調節,使測得的歸一化阻抗點在Smith圓圖上刻度最開闊的中心區,例如在規定偏壓下提供測量線的匹配。在Smith圓圖中心附近阻抗范圍內,非匹配狀態對精度把偏壓調到其他的規定偏壓點,調配器保持固定,在Smith圓圖上畫出所產生的歸一化阻抗值。采用測得的電壓駐波比就可得到Q值[改變反射系數相位并利用公式(33公式(39)]。不按公式(33)和公式(34)給出的的推導也可得到有效品質因數。進行轉換使在規定偏壓下的二極管的阻抗與傳輸線匹配,因而在Smith圓圖中心得到一個阻抗點。然后改變二極管的偏壓值,并在Smith圓圖上得到相應阻抗點。這意味著,在測量參考面中,任何電抗不同的二極管阻抗將集合在Smith圓圖的同一個電阻圓上。用一個有效短路器代替二極管,在與二極管相同的參考面測量其歸一化阻抗。圖16給出了二極管的圖例。由公式(41)和(42)可得出Q值??刹捎枚O管的封裝近似作為有效短路器,封裝內的半導體材料采用具有相同幾何圖形的高電導率材料來代替。在某些情況下,非線性元件(二極管)的阻抗在正向大電流下接近零,因此,可用作有在不同偏壓下得到的測量點繞著Smith圓圖的中心旋轉,因此它們集中在同一個電阻圓上。同樣地處理短路點。(注:在正向大電流下的歸一化阻抗點落在圖中等電抗線上。)b)在標準偏壓下測量平面內實現匹配的程度;準確地確定二極管Q值的實部較困難。因此,建議該方法只限于Q值較低的二極管以及工作在較低微波頻段的二極管的測試。3.4.9.3.3注意事項a)應盡量減少可調轉換器和二極管夾具的損耗。該損耗與轉換元件周圍的場的模式、與被測二極b)如要獲得準確的結果,應確定可能導致公式(3的傳輸線損耗等因素。傳輸線的長度等于最近的最小電壓點處駐波探針位置與安裝在夾c)應通過檢查位于R/R,=1圓上的阻抗點來驗證在適當的特性范圍內變容管的串聯電阻與偏壓無關。但是,損耗可能導致偏離圓周。通過比較使用不同結構的轉換元件和不同的如果在可接受的精度范圍內滿足了該關系式,則能說明串聯電阻與偏壓無和公式(9)可用來求Q值。GB/T20516—××××本測試一般在非微波頻率下進行。為了得到非線性元件的電容,應從總電容中減如,見公式(19)],則可以采用另一種方法。在適量的偏置點下測量總電在本條中可使用測量線進行測試,也可采用自動阻抗繪圖儀進行。例如自動Smith圓圖顯示裝置。由于Q值是根據任何無耗轉換的二極管元件相應參考面內歸一化電抗的變化得到的,可從圓圖上直接GB/T20516—××××3.4.9.4等品質因數圓法△Q是在任何無耗轉換的二極管元件相應參考面內歸一化電抗的變化所給定的;因而Smith圓圖可用于從任意轉換的兩次阻抗測試中給出的△Q直接讀取。引進表示X/R固定值(即Q)的線的坐標網格可做到這點。根據復反射系數(p)可求得任意參考面的歸一化阻抗(Z…………(46)GB/T20516—×××× (47) (48) (50)式(45)是表示圓周的公式,把它與圓周的一般方程式比較,即:(p-a)(p*-a")=k2 (51)由式(45)可求出半徑K: (52)并且按矢量值j/Q使中心偏離于坐標原點。因此,在Smith圓圖上可以繪出等Q值的圓族,它們與等阻抗圓族一起足以確定△Q。圖17是一個應用圖例。圓圖用于二極管測試時,擺正圖的方向,使測得的與兩個偏壓對應的歸一化阻抗點位于同一個等電阻圓上。因而可求得相應的Q值。GB/T20516—××××階躍(階躍恢復)二極管可按環境額定或管殼額定,或適用時按兩者來規定。4.2術語和文字符號階躍時間(階躍二極管的)(tt)transitiontime(ofasnap-offdiode):當階躍二極管的偏置從正向電流轉換到反向電壓時,階躍二極管上的電壓從總電壓幅值(VF+Ivwl)的某一較低規定值變到該電壓的某一較高規定值時所經歷的時間(見圖21)。注:最好是20%和80%。4.3基本額定值和特性4.3.1額定值(極限值)4.3.1.1溫度――工作溫度范圍――貯存溫度范圍4.3.1.2電壓和電流對特定器件,下列額定值應在規定的整個工作條件范圍內有效。――最大峰值反向電壓――最大平均正向電流(適用時)――最大峰值正向電流(適用時)4.3.1.3耗散功率在整個工作溫度范圍內和規定條件下的最大耗散功率。除非另有規定,應在25℃下規定下列特性。在規定條件下的典型值。4.3.2.2總電容(Ctot=Cj+CP)在規定偏壓和規定頻率下的最小值和最大值。GB/T20516—××××4.3.2.3結電容(Cj)在規定條件下的典型值或最大值(適用時)。4.3.2.5反向電流在規定反向電壓下的最大值。4.3.2.6貯存電荷或少數載流子貯存時間在規定條件下的最大值,可以用單位電流下貯存的電荷(例如:用pC/mA來表示)來規定,也可用少數載流子貯存時間(例如:用ns來表示)來規定,還要規定測試電路。4.3.2.7階躍時間在規定條件及規定測試電路時的最大值。4.3.2.8正向電壓(適用時)在規定正向電流下的最大值。4.3.2.9效率(適用時)在規定輸入功率、輸入頻率、輸出頻率和測試電路條件下的最小值。4.3.3應用數據——結電容與偏壓之間的關系。用圖或數學公式表示的典型值?!刂诡l率。4.4測試方法4.4.1階躍時間(tt)測試階躍二極管的階躍時間。GB/T20516—××××d,和d2—匹配傳輸線;4.4.1.3電路說明和要求信號源G2的脈沖上升沿應小于等于:……………………(53)式中:QS——貯存電荷;Z0——測試時測量電路的特性阻抗(50Ω)。反向電壓的脈沖寬度應滿足以下要求:……………(54)測試架應是特性阻抗Z0為50Ω的傳輸線,且輸入和輸出端在0到f>0.5/tt頻帶范圍內具有良好的匹測試架的電感LS(包括與二極管D和電容C1連接的元件的電感)應滿足以下要求:……………(55)LSc——被測二極管的封裝電感。電容C1應滿足以下要求: (56)傳輸線的長度dl應滿足以下要求: (57)式中:C——電磁波在真空中的傳播速度;GB/T20516—××××式中:tt1——示波器上測得的電壓波形幅值0.2~0.8之間的上升時間;tp——示波器的10%~90%之間的上升時間。4.4.1.4測試步驟正向電流源(G1)提供的正向直流電流IF施加到被測二極管上,施加幅值為VRM+VF的反向脈沖電在示波器上讀出總電壓(VF+Ivwl)波形幅值0.2~0.8之間的時間間隔(tt1)(見圖23)。根據測得的時間間隔,由公式計算階躍時間。如果0.64tp≤0.3tt1,示波器上讀到的時間間隔就非常接近二極管的階躍時間。4.4.1.5規定條件——正向電流(IF);——傳輸線的特性阻抗(Z0),如果不是50Ω;——二極管的封裝電感(LSC);——貯存電荷(Qs)。4.4.2反向恢復時間(規定IRM時)測試快速二極管(例如反向恢復時間小于100ns)的反向恢復時間。4.4.2.3電路說明和要求除非另有規定,信號源G的輸出阻抗和示波器的輸入阻抗等于50Ω。信號源和示波器的上升時間應小于trr。信號源脈沖寬度應大于3trrmax。除非另有規定,衰減器應具有50Ω的特性阻抗,衰減量大于或等于6dB且能通過直流電流。除非另有規定,時間常數RLCL應小于1/10trrmax,其中:RL——從二極管看過去的總阻抗實部;CL——包括二極管在內的電路總電容。C應遠大于trrmax/RL。4.4.2.4注意事項4.4.2.5測試步驟將溫度調整到規定值。信號源G產生的脈沖施加到二極管上;增加脈沖幅度,使反向峰值電流IRM達到規定值。反向恢復時間trr為電流經過零點的瞬間與電流從IRM下降到規定的恢復電流irr的瞬間之間的時GB/T20516—××××4.4.2.6規定條件——環境或基準點溫度(tamb,tref);——正向電流(IF);——恢復電流((irr)。RM=10mArr=1mA4.4.3過剩載流子有效壽命測試二極管的過剩載流子壽命[以克拉庫爾(Krakauer)方法為例]??焖俣O管的載流子壽命很短(例如對肖特基二極管,理論上為零)。實際上,本方法通常是測試被測二極管寄生元件的正向電流對載流子壽命的顯著貢獻(保護環注入等)。4.4.3.2測試原理被測二極管與一個電阻器串聯,由一個正弦波發生器(頻率為)提供信號(見圖26)。正向電流的峰值與反向電流的峰值相比,考慮:a)與被測二極管并聯的寄生電容的充放電電流;b)二極管的勢壘電壓。根據電阻器兩端測得的電壓計算正向電流和反向電流值。GB/T20516—××××t—被測二極管的載流子壽命;f—正弦波發生器G的頻率;EP—正弦波發生器的開路峰值電壓。Rg—正弦波發生器的內阻;ATT1—衰減器,Zo=Rg;D—被測二極管;4.4.3.4測試步驟GB/T20516—××××把被測二極管放在如圖24(電路圖)所示反向峰值電流與電容電流外推值之間的差值計算t值。……………(60)示例:Rg=50ΩVrms=10Vf=54MHzATT1=10dB,ATT2=20dB(通常,該值足以減少在載流子壽命測試期間出現的失配影響)。直接從示波器上讀取ipf,考慮到衰減器ATT2,得到下列數值:ipr=75mAY=1.35V和E,=8.9V……………(61)從示波器上得到ipr與ipf的比值:得到t=500ps。4.4.3.5要求t值應在有關規范規定的極限范圍內。4.4.3.6規定條件——環境或管殼溫度;——正向峰值電流(ipf);——電路元件數值以及標注元件數值的電路圖。5混頻二極管盡管有多種方法可對二極管進行測試,但是在評價二極管的性能時應采用標準電路和安裝方式以獲得滿意的測試結果。通常,安裝采用專門設計的標準夾具。如果夾具是可調的,調整所有可調部位以達到規定的測試要求。對雙向二極管,應在每種極性下連接二極管進行測試以評價二極管的性能。應檢查測試裝置中的所有微波元器件以確保其在所要求的頻帶內正常工作。推薦采用掃頻技術進任何指示儀器的時間常數或脈沖響應特性不應影響采用調制時的測試結果。應保證雜散的電磁場不足以影響測試的準確性。另外,信號源作為測試電路的組成部分應能在等于被測二極管小信號條件的信號電平下穩定工除非另有規定,微波信號電平所允許的最大偏差應為:a)對小功率測試,在小信號條件下規定為士0.1%;b)對大功率測試規定為士1%。規定了溫度要求時,應在熱平衡條件下測量測試夾具的溫度。5.2術語和文字符號5.3基本額定值和特性5.3.1額定值(極限值)――工作溫度范圍;――貯存溫度范圍。5.3.1.2耗散功率(包括燒毀能量)――25℃時在規定條件下的最大連續波功率――25℃時在規定條件下的最大射頻脈沖峰值功率――25℃時在規定條件下的單脈沖(或多個脈沖)燒毀能量除另有規定外,應規定25℃下的下列特性。GB/T20516—××××5.3.2.1電壓駐波比(VSWR)在規定條件和規定的微波電路中工作時的最大值。5.3.2.2中頻阻抗(Zif)在規定條件下的最小和最大值。5.3.2.3變頻損耗(Lc)5.3.2.4總噪聲系數(F)使用規定的微波電路,后接規定的中頻放大器(在鏡頻一致的條件下),在規定工作條件下的最大5.3.2.51/f噪聲5.3.3應用數據——在規定工作條件下總噪聲系數與射頻輸入功率(表示為整流電流)的典型關系曲線;——二極管導納與頻率的典型關系曲線(對規定的傳輸線阻抗確定二極管的歸一化導納5.4.1正向電流(IF)5.4.1.2測試步驟施加規定的測試條件,用電流表測量流過二極管的電流。5.4.1.3反向電流(IR)按3.1.4.1規定的方法測量規定條件下二極管的反向電流。5.4.2整流電流(ID)測量規定條件下二極管的整流電流。5.4.2.3電路說明及要求頻率計對傳輸線為弱耦合,功率計及定向耦合器用來測量入射到二極管上的規定的功率電平。為了減少自偏影響,負載電阻RL(包括電流表內阻)應盡可能小,通常應小于100Ω。整流電流ID可由電流表A測量,或用圖中虛線所示的并接在負載電阻兩端的高阻電壓表測量。GB/T20516—××××5.4.2.4測試步驟將二極管插入測試夾具中。將入射到二極管上的射頻功率增加到規定值,測量整流電流ID。5.4.3中頻阻抗(Zif)測量規定條件下二極管的中頻阻抗。5.4.3.2方法1:阻抗電橋法5.4.3.2.2電路說明及要求射頻信號發生器應能在信號頻率下工作,阻抗電橋應能在規定的中頻下工作。頻率計對傳輸線為弱耦合,功率計及定向耦合器用來測量入射到二極管上規定的功率。電流表A用來測量整流電流ID。選擇L和C1使得在規定中頻下LC1電路具有高阻抗。11和電流表A組成的電路應具有等于規定負載RL的直流電阻值。電容C2在中頻時呈現短路。進入電橋的中頻信號電平不應使整流電流的增加超過1%。5.4.3.2.3注意事項測試頻率應足夠低,以使二極管的中頻阻抗可被視作純電阻。5.4.3.2.4測試步驟將二極管插入測試夾具中。需要時偏置電流按規定調到所要求的值。信號發生器設置在規定的頻率,射頻功率輸出增加到規定的功率電平。阻抗電橋調到規定的中頻并測量二極管的阻抗。5.4.3.3方法2:替代或比較法G——低頻信號發生器。5.4.3.3.2電路說明及要求射頻發生器應能工作于規定的中頻。頻率計對傳輸線為弱耦合,功率計及耦合器用來測量入射到二極管上規定的功率電平。選取L和C使其在測試低頻下諧振,并與R1一起提供與規定直流負載RL相等的中頻阻抗。低頻信號發生器通過阻值遠大于二極管中頻阻抗的高阻值電阻R2與負載RL耦合以提供恒流交流電阻器R3與二極管中頻阻抗同數量級,在中頻下電阻器應是無感的,交流電壓表V應具有高輸入5.4.3.3.3注意事項低頻信號發生器的輸出功率不應超過被測二極管的小信號容限。5.4.3.3.4測試步驟將二極管插入測試夾具中。需要時偏置電流按規定調到所要求的值。信號發生器設置在規定的中頻,射頻輸出增加到規定的功率電平。低頻恒流信號發生器的輸出調到規定值。記錄二極管的電壓,然后用開關Sl把低頻電壓從二極管端切換到基準電阻器R3(其阻值在規定的中頻阻抗范圍內)。由于二極管的電壓與其輸出電阻成正比,因此測得的電壓讀數可被校準為Zif。GB/T20516—××××也可以采用可放入二極管測試夾具中的一系列校準電阻器(阻值符合所要求的中頻阻抗范圍)來替換開關Sl和基準電阻器R3,由此校準電壓表讀數。測量微波二極管在規定條件下的電壓駐波比。注:應充分濾波以使指示器不受由被測二極管產生的5.4.4.3電路說明及要求頻率計對傳輸線為弱耦合,功率計及定向耦合器用來得到功率讀數。指示器探針和測量線之間耦合應盡可能地弱,以免影響測量線內的場結構。電壓駐波比測量值依賴于指示器內使用的檢波管的性能,它對不同功率電平的響應應經測定和校電流表A測量整流電流I0,負載電阻RL包括電流表的內阻。5.4.4.4測試步驟把二極管插入測試夾具中,需要時應轉動,以達到最佳性能。入射到二極管上的射頻功率增加到確定電壓駐波比的另一種方法是檢查入射到二極管上和從二極管反射回來(用反射計)的能量。如為反射功率,則:………………GB/T20516—××××由反射計中定向耦合器反射功率支路的檢波器前面的衰減器可直接得到反射損耗P/P。為了使入射功率全部反射,采用波導開關或閘門來短路,代替混頻器以便反射全部入射功率。一個完全調配好的無耗系統是不受反射系數相位影響的,因此指示器讀數基本不隨可動短路器(代替混頻器)的移動而在該方法中,應保證使用的耦合器具有高的定向性,最好不低于25dB。另外,使用公式(22)時應考慮耦合器的耦合系數。用性能良好的匹配負載替換二極管以及測試座可檢查耦合器耦合系數和定如果要求用阻抗或導納的模來表示電壓駐波比,應在傳輸系統內規定一個參考面。通過使用一個與被測二極管大小相同的金屬假管可容易地得到參考短路點。任何網絡的噪聲系數(F)可由下式表示:…………………(63)k——玻爾茲曼常數,k=1.38x10-2?k-1;TO——絕對溫度,用K作單位(為方便起見,取293K士B——網絡的有效帶寬;G——網絡的功率增益。當有效輸入功率N'加到網絡的輸入端時,輸出噪聲N2變為:N2=F(KT,BG)+N'G如果有效輸入功率w'加到網絡的輸入端,使網則增益和帶寬的值可從公式中消去,測量結果變得與放大器特性(放大器保持如果噪聲功率源的有效噪聲溫度為絕對溫度T,則有效輸入功率N'表示為:……………(65)5.4.5.3電路說明和要求射頻濾波器在本振頻率下應具有高Q值,以保證對本振源產生的噪二極管測試夾具應符合規定,耦合電路用于使二極管輸出阻抗在整個中頻放大帶寬內與中頻放大器的輸入端匹配。放大器應具有穩定的增益和帶寬特性。采用氣體放電噪聲源時,與校準的噪聲源連接的終端最好是匹配負載而不是短路器,對反射的噪聲功率的衰減可能會產生誤差。為了消除由于噪聲管“冷態”和“熱態”之間噪聲源匹配狀態變化而產生的誤差,最好是采用一校準的衰減器5.4.5.4測試步驟5.4.5.4.1二倍輸出功率法將二極管裝入與規定放大器的輸入端相連的測試GB/T20516—××××把工作條件調到規定值。已校準的衰減器置于最大衰減處,使得二極管從噪聲源所略不計。調節放大器的增益使指示計上顯示合適的輸出功率。的噪聲功率并使指示計的讀數是原來數值的兩倍。由于噪聲源因為N2=2N1,則: 式中,crf為射頻衰減量。 (68) 當噪聲源功率在信號頻率和鏡象頻率都存在時,實際噪聲系數的 本方法當通過調節校準射頻衰減器以得到二倍輸出功率將噪聲源功率施加到二極減器至衰減量為零,再調節中頻衰減器使指示計顯示的輸出功率電平回到原來的數GB/T20516—×××× 5.4.5.5輸出功率法按4.1.4.6.1方法安裝二極管,步驟也類似,只是不要求兩倍功率輸出。 5.4.6輸出噪聲比5.4.6.1直接測量法GB/T20516—××××R——無感基準電阻器。5.4.6.1.3電路說明及要求射頻濾波器和二極管測試夾具應符合4.1.4.6的要求。如果要求更高的精度,應采用對每個二極管調配耦合電路的方式。耦合電路應是無耗的。5.4.6.1.4測試步驟把二極管安裝在規定的測試夾具中,調整到規定的工作條件。二極管的輸出噪聲加大器上并由輸出指示器測量。保持所有其他條件不變,將該噪聲與裝在測試夾采用施加不同的噪聲電流流過基準電阻器產生輸出噪聲比的形式校準輸出指示器??伞?0)e——電子電荷(1.6x10-19ck——玻爾茲曼常數,k=1.38x10-23k-1;I——噪聲二極管的平均(直流)陽極電流(Ag——混頻器中頻輸出電導(通常以s或1/n為單位);GB/T20516—××××N2——由二極管引入的輸出指示;如果N2=2N1:………………(81)5.4.6.1.5計算值……………(82)5.4.7.2.1直流增量法5.4.7.2.1.2電路說明和要求RL=R1十R2為規定的中頻負載電阻。GB/T20516—××××5.4.7.2.1.3測試步驟將二極管裝入如圖36所示的測量電路并工作在規定條件下。把已知的低電平微波功率(P)加到二行微量變化并測出相應的整流電流微小變化量?!?3)Al,——相應的整流電流變化量;直流增量法不適合用作快速批量測試,主要用來對標準二極管進行校準,然后可5.4.7.2.2幅度調制法——提供規定的直流和調制頻率阻抗的二極管電路。5.4.7.2.2.2電路說明和要求直流負載電阻滿足以下要求:GB/T20516—××××………………5.4.7.2.2.3注意事項5.4.7.2.2.4測試步驟制度在規定的低頻進行幅度調制。調制的包絡由二極管檢波并在二極管負載兩端產生交………………(85)P——加到二極管上的平均功率;5.4.8燒毀能量5.4.8.3電路說明和要求脈沖或射頻發生器與連接二極管測試座的傳輸線是匹配的。規定的功率或能量是5.4.8.4注意事項GB/T20516—××××5.4.8.5測試步驟5.4.8.6重復脈沖燒毀5.4.8.7單脈沖燒毀二極管應承受一個規定能量和規定寬度(短于二極管結的熱時間常數)的脈沖。另外,脈沖可包括一個脈沖形成網絡,該網絡被充電到規定的電壓(對應于所要求的能量值),并以適當的5.4.8.8連續波或射頻脈沖燒毀將二極管固定在規定的測試座并工作在規定的條件下。在規定時間周期內把規定的連續5.4.8.9抑制本振對混頻器輸出端噪聲功率貢獻所需的腔體Q值在規定的驅動電平下,如果本振輸出噪聲表示為N(W/MHz),則混頻器輸出端等效(N LC——以功率比表示時混頻器的變頻損耗。T=290K,KTB=4X10-5(W/MHZ)時,; GB/T20516—××××如果要使二極管輸出端由本振產生的噪聲功率減少到1/n倍,此時的to,即,可表示為。 (90) ——腔體諧振頻率。 對給定的二極管驅動器,本振噪聲功率(N)=8X10-23W/MHZ;接收機中頻頻率(fir)=30MHz;()t1=1.6-1=1.2=1.85.4.9中頻放大器的噪聲系數中頻放大器的噪聲系數可按4.1.4.6GB/T20516—××××當按4.1.4.6.1調節使N2=2N1時,上式變為: I——噪聲二極管的電流,單位為安培(AR——放大器輸入電阻,單位為歐姆(Ω)。6檢波二極管檢波二極管可按環境額定或管殼額定,或適用時按兩者來規定。6.2術語和文字符號6.3基本額定值和特性6.3.1額定值(極限值)——反向電壓;——正向電流;6.3.2.1總電容(Ct)6.3.2.2正向電壓(VF)GB/T20516—××××6.3.2.3反向電流(IR)6.3.2.4反向擊穿電壓(VBR)6.3.2.5正切信號靈敏度(Tss)6.3.2.6電壓靈敏度(Sv)6.3.2.7視頻電阻(Rv)6.4.3反向電流IR6.4.4反向擊穿電壓VBR反向擊穿電壓測試電路圖見圖39。A-VDGVDG+6.4.4.4測試步驟6.4.4.5規定條件b)反向電流值。6.4.5正切信號靈敏度Tss在規定的測量條件下測量微波檢波二極管的正切信號靈敏度(Tss)。GB/T20516—××××射頻發生器必須良好地工作于規定的頻率。頻率計對傳輸線為松耦合;功率計用來指示入射二極管的功率;精密衰減器必須是校準過的。視頻放大器和示波器按規定的技術指標要求;二極管的偏置由視頻放大器提供。必須注意防止射頻發生6.4.5.4測量步驟將被測二極管插入測試座,在規定頻率下,校準射頻發生器入射到二極管上的射頻方波調制(調制頻率為1kHz)功率為0.5mW(連續波功率為1mW),調整二極管的偏置到規定值。改變精密衰減器的衰減量,由示波器觀察:在沒有信號時,噪聲的頂部與有信號時噪聲底部處于同一電平時(這時相當于信號噪聲功率比為2.5),衰減器所增加的衰減量即為TSS,一般以-dBm或-dBW表示。6.4.5.5規定條件測量頻率;偏置電流;環境溫度。在規定的測量條件下測量微波檢波二極管的電壓靈敏度。GB/T20516—××××6.4.6.3電路說明和要求射頻發生器必須良好地工作于規定的條件下。電壓表用來指示檢波二極管輸出電壓,它必須是高輸入阻抗電壓表。必要時,被測二極管可外加偏置6.4.6.4測量步驟測量該功率下二極管的輸出電壓。電壓靈敏度γ一般用mV/mW或mV/μW表示。6.4.6.5規定條件在規定的測量條件下測量微波檢波二極管的電流靈敏度。GB/T20516—××××RL——二極管的負載,按規定要求選取。射頻發生器必須良好地工作在規定的條件下。頻率計對傳輸線為松耦合,功率計用來指示入射二極管的功率電平。可變衰減器必須是校準過的,電流表用來指示在檢波二極管在規定的射頻功率下的檢波電流I,電流表必須是低內阻,RL包括電流表內阻6.4.7.4測量步驟測量該功率下二極管的檢波電流。6.4.7.5規定條件在規定的測量條件下,根據測得的檢波二極管的電流靈敏度和視頻電阻,可以按照以下公式算得式中:RA——與二極管相連接的視頻放大器的噪聲等效電阻,該值按規定要求選取。6.4.9頻響特性在規定的測量條件下測得的檢波二極管的頻響特性。若掃頻信號源有內穩幅,則可不加外外穩幅裝置。鉑絲可用標準檢波器替代,標準負載按規定要求并校準。X、Y記錄儀用來記錄鉑絲和被測檢波器的頻響曲線,以便比較。6.4.9.4測量步驟調節比值計指針刻度為100,此時示波器上將出現一條光滑的曲線。調節示波器Y增益和Y軸移位,使示波器上的曲線位于預先安裝在示波器屏幕上按分貝數刻度的刻調節比值計增益到比值計讀數為“0”,此時示波器上的曲線應位于刻度板上的“∞”(若不對應,調節示波器Y軸位移)。重復按上述步驟調整,使比值計讀數“0”與示波器上刻度板的“0”dB指針讀數“0”與示波器上刻度板“∞”對應。GB/T20516—××××在示波器上記錄下比值計指針讀數為“100”時,顯示的曲線即為鉑絲(或標準檢波器)的頻響將鉑絲曲線代以被測檢波器,調整比值計增益,使示波器上顯示的曲線一端與記錄在示波器上的鉑絲的頻響曲線重合,則其他不重合部分,即為被測檢波器和標準曲線的偏離??稍谑静ㄆ髌聊簧项A即為被測檢波器的頻響起伏。6.4.9.5規定條件測量微波二極管由于射頻或者脈沖能量的作用而引起的輸出噪聲的變化。6.4.10.3電路說明和要求脈沖或射頻發生器對連接二極管測試座的傳輸線是匹配的。規定功率或脈沖能量就是傳輸線可得功率或能量、二極管中的實際損耗取決于傳輸線阻抗和測試座的結構,二者均是規定的。6.4.10.4測量步驟二極管必須經受以下試驗中合適的一種,試驗之后,需對被測二極管進行測量,以確定其輸出噪二極管是經受規定的寬度(短于二極管結的熱時間常數)、重復頻率和且有一定能量一定數量的脈沖的試驗,脈沖的極性應是它產生的電流對二極管最嚴重的影響。二極管是經受規定能量值和寬度(短于二極管結的熱時間常數)的脈沖。此外,該脈沖產生電路也可由對脈沖形成網絡充電至給定電壓的(對應要求的能量值)而組成,通過適當方式使形成線接至二極管,并使電流為對二極管產生最嚴重的影響的方向。在規定的條件下,將二極管插入測試座。GB/T20516—××××在規定的時間周期內把規定的射頻功率或連續波功率施加于二極管,這功率必須對二級管匹配輸6.4.10.5注意事項使用機械開關接觸器時,務必確保接觸電阻的可能存在的變化不影響試驗條件的嚴格性。若試驗裝置使低(脈沖)重復頻率(低于200Hz),建議采用水銀開關。6.4.11視頻電阻在規定工作條件下,測量二極管的視頻電阻。6.4.11.3電路說明和要求D――被測二極管;2——校準電阻,取R2=10kΩ。要求加在二極管上的信號電壓足夠小,一般為10mV。6.4.11.4測量步驟開關置于“校準”位置,調節低頻信號源輸出,使交流毫伏表指示為10mV。再位置,調節偏流源使施加在開關上的偏流達到規定值。此時由交流毫伏表的電壓值U(單位為mV)可得二極管視頻電阻為Zvf=U*R2/10視頻電阻亦可在零偏流下測量。6.4.11.5規定條件GB/T20516—××××串聯電阻Rs=RD-26/IF,RD為動態電阻在規定的電流IF下,根據測得的檢波二極管的正向電壓,可以按照以下公式算得動態電阻。體效應二極管是利用導帶具有雙能谷的特性,當偏壓超過閾值時,電子從高遷移率低能谷躍遷到低遷移率的高能谷的轉移電子器件。7.2術語和定義脈沖擊穿電壓(體效應二極管的)pulsebreakdownvoltage(ofaGunndiode)very:在規定的脈沖條件下,二極管的電阻突然下降時的最低電壓值。7.3基本額定值和特性7.4測試方法7.4.1脈沖擊穿電壓7.4.1.3電路說明和要求G——納秒脈沖發生器;7.4.1.4測試步驟在這時刻之前的瞬間二極管上的電壓為體效應二極管的擊7.4.1.5規定條件—環境溫度;—脈沖寬度;7.4.1.6注意事項4——振蕩指示器(功率計、帶有微安表的檢波器或頻閃示波器7.4.2.3電路說明和要求GB/T20516—××××7.4.2.4測試步驟振腔使指示器讀數最大。當指示器過載時,用衰減器進行衰減。電源電壓降至零。重復這些操作直到找7.4.3低場電阻7.4.3.1伏-安法7.4.3.1.3電路說明和要求7.4.3.1.4測試步驟GB/T20516—××××R=……………………(101)R——被測二極管的電阻;7.4.3.2替代的方法R1——可變電阻;7.4.3.2.2電路說明和要求7.4.3.2.3測試步驟GB/T20516—××××7.4.4.3電路說明和要求D——被測二極管;V——峰值電壓表;7.4.4.3測試步驟式中:V0——測量開始,未加功率時的壓GB/T20516—××××7.4.4.4規定條件求ā時,所加的恒定電流,對被測管內部的溫升可以忽略不計。被測管需安裝在合適的散熱板上。7.4.5微波輸出功率、頻率、效率、頻譜純度7.4.5.2測試系統框圖調配器頻率計功率計可變衰減器定向耦合器定向耦合器體效應二極管測試系統框圖見圖51。調配器頻率計功率計可變衰減器定向耦合器定向耦合器諧振腔(帶被測二極管)諧振腔(帶被測二極管)7.4.5.2電路說明和要求7.4.5.3測試步驟測試步驟如下:被測管安裝于諧振腔中,加上規定的工作電壓,若衰減器的衰減量為A1(dB),定向耦合器插損為A2直流輸入功率由可調電壓源的輸出電壓、電流計算,Pin=V●I GB/T20516—××××η=×100%…………………(107)in7.4.5.4規定條件應規定測試條件如下:PIN二極管是采用P+IN+結構的硅外延材料制作的二極管器件,主要用于開關、限幅器、移相器和衰8.2術語和文字符號8.3基本額定值和特性8.3.4耗散功率在工作溫度范圍內和規定條件下的最大耗散功率。除另有規定外,應規定25℃下的下列特性。8.4.1正向微分電阻(rF)8.4.2總電容(Ct)8.4.3反向恢復時間(trr)8.4.5反向電流(IR)8.4.6熱阻(Rth)規定結到環境或結到基準點的典型值和最大8.5.2正向微分電阻rFAAC2 SC2+G1~~D1G1~~D -RR1GB/T20516—××××8.5.2.4測試步驟rF——微分電阻,單位為歐姆(Ω);R——校準電阻,單位為歐姆(Ω)。8.5.2.5規定條件—-環境溫度;—-交流信號頻率;—-正向電流。8.5.3反向擊穿電壓GB/T20516—××××8.5.7反向恢復時間反向恢復時間測試電路圖見圖53。衰減器CD衰減器衰減器+G~)G--示波器示波器8.5.7.3電路說明和要求d)RL——從二極管看過去的總阻抗實部;器的固有上升時間應遠小于反向恢復時間,一般為trr。信號源脈寬tp應大于反向恢復時間的3倍,即tp≥3trrmax,時間常數RLCL應小于trrmax,否則需8.5.7.4測試步驟測試步驟如下:b)調節信號源的輸出幅度,使其達到規定的反向電流IR,通常規定:GB/T20516—××××(例如20mA)IR10200mAc)在示波器上測得反向恢復時間trr。反向恢復時間的讀取方法如圖54所示。IIFt0tIRIR8.5.7.5規定條件應規定測試條件如下:b)正向電流IF;c)反向電阻IR。8.5.8載流子壽命8.5.8.3電路說明和要求8.5.8.4測試步驟測試步驟如下:a)調節偏流到規定的二極管正向電流IF。b)調節脈沖信號源的輸出幅度使二極管的反向電流為其正向電流的0.6倍,即IR=0.6IF。t=τln(1+)…………(109)IF——正向電流,單位為毫安(mA);IIRIFIRIFt0t-τIF/IR的參考值為:IF=l0mA;IR=6mA。8.5.8.5規定條件應規定測試條件如下:b)正向電流IF;c)反向電流IR。8.5.9有效少數載流子壽命8.5.9.2概述和原理GB/T20516—××××τ=…………(110)ln(1+)IRIF——正向注入電流,單位為毫安(mA貯存時間ts為二極管正向注入電流IF和反向提取電流IR為規定值時由正向偏置轉為反成的負電流脈沖波形的寬度(取處的寬度如圖56所示)。IFI0IR/2IRt有效少數載流子壽命測試電路圖見圖57。+可調偏壓源+可調偏壓源AA脈沖發生器取樣示波器脈沖發生器取樣示波器Rin--RRllDD同步觸發8.5.9.4電路說明和要求e)C1——隔直電容,C1>ts/Rin;8.5.9.5測試步驟測試步驟如下:b)取樣示波器的垂直幅度置校正檔,調節脈沖源,使輸出脈沖幅度VR為規定值。反向電流IR=VR/VR。c)取IR/2處電流脈沖寬度8.5.9.6規定條件應規定測試條件如下:a)正向電流IF;c)傳輸線特性阻抗Z0,取樣示波器的輸入阻抗(如果不是50Ω);8.5.10.2概述和原理GB/T20516—××××ΔVF——結溫變化量,單位為伏特(VM——正向壓降的溫度系數。IF2——單次功率脈沖的電流幅度,單位為伏特(V)。瞬態熱阻的測試電路圖見圖58。M數字電壓表M數字電壓表IF1電流源 D1S取樣保持電路△D2可調單脈沖發生器DΔVF數字電壓表oAS取樣保持電路△D2可調單脈沖發生器DΔVF數字電壓表數字電壓表瞬態熱阻測試儀瞬態熱阻測試儀8.5.10.4電路說明和要求c)IF1電流源提供被測二極管一恒定正向電流,其值遠小于功率脈沖發生器提供的正向脈沖電流IF2,且不致使被測二極管有明顯發熱,d)M數字電壓表能完成M=1.267–VF1/(273+TA)運算功能而直接讀出M值。8.5.10.5測試步驟測試步驟如下:a)調節IF1電流源,使IF1為規定值,讀取M值。8.5.10.6規定條件a)正向電流IF1;b)正向脈沖電流IF2;噪聲二極管是微波固態噪聲源的核心器件,為噪聲源提9.2術語和文字符號9.3基本額定值和特性9.3.1額定值GB/T20516—××××最大均值正向電流(適用時)。除另有規定外,應規定25℃下的下列特性。9.3.1.3.1反向擊穿電壓(VBR)9.3.1.3.2反向電流(IR)9.3.1.3.3正向電壓(VF)9.3.1.3.4結電容(Cj)9.3.1.3.5正向微分電阻(rF)9.3.1.3.6反向微分電阻(rFb)9.3.1.3.7超噪比(ENR)9.4測試方法9.4.1反向擊穿電壓9.4.2反向電流9.4.3正向電壓9.4.5反向微分電阻rFBGB/T20516—××××9.4.6超噪比(ENR)9.4.6.2測試框圖噪聲系數分析儀標準噪聲源偏置電源測試頻率未超出噪聲系數分析儀的測試頻率范圍時,測試框圖見下圖。噪聲系數分析儀標準噪聲源偏置電源噪聲系數分析儀Da)校準框圖b)測9.4.6.3電路說明和要求9.4.6.4測試步驟連接測試系統時,噪聲分析儀與標準噪聲源、噪聲分析儀與被測噪聲二極管之間盡可能少用(單位為dB然后通過換算得到被測噪聲二極管PENR=10lg(10-1)(113)PHOT——熱噪聲功率比,單位為分貝(dB9.4.6.4規定條件GB/T20516—××××—環境溫度—起始頻率;—截止頻率;9.4.6.5注意事項a)測試時按測試框圖連接測試儀器后,應按儀器要求預熱,如測試儀器無預熱時間說明的,按于雙極型晶體管的概述條款,可參見GB/T4587-2003(IEC1分貝增益壓縮點輸出功率outputpowerat1dBgaincompressionPO(1dB)PO1分貝增益壓縮點功率增益powerGP(1dB)功率附加效率power-addedeff集電極效率collectorefficienF相關增益associatedgainGas最小噪聲系數minimumnoisFmin最小噪聲系數下的源反射因子sourcereflectionfrGFmin等效輸入噪聲電阻equivalentinputnoiseRn最高振蕩頻率maximumfrequencyofoscillationfmax特征頻率transitionfreqfT電流傳輸比為1的頻率frequencyofunitycurrenttrGB/T20516—××××f1最大可用增益maximumavailablGa(max)最大穩態增益maximumstablGms插入功率增益insertionpowergain21e|2截距點輸入功率(適用于交調產物)inputpowerattheinterceptpoint(forintermoPi,n(IP)截距點輸出功率(適用于交調產物)outputpowerattheinterceptp
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