毫米波PIN二極管串聯(lián)電阻測試方法研究

祝瑋 胡永軍

【摘 要】本文介紹了一種利用矢量網(wǎng)絡分析儀測試毫米波PIN二極管串聯(lián)電阻的測試方法。

【關鍵詞】倒裝片PIN；二極管；串聯(lián)電阻；測試方法

引言

工作至毫米波頻段的PIN二極管有兩種結構形式：梁式引線結構和倒裝片結構，梁式引線結構的PIN二極管其工作頻率上限約在8毫米頻段，倒裝片PIN二極管是一種結構新穎的PIN二極管，它的正負電極均是采用電鍍空氣橋工藝制作而成，該結構類型的PIN二極管具有結電容低、串聯(lián)電阻小、開關速度快等特點，其應用頻率上限可至3毫米頻段，該結構類型的二極管解決了梁式引線結構在使用中容易引起梁斷的缺陷，在毫米波控制電路中得到廣泛使用。串聯(lián)電阻是PIN二極管的一個重要參數(shù)，它的大小直接影響到控制電路組件電性能指標及二極管自身的實際耗散功率值，進而影響二極管的使用可靠性，因此串聯(lián)電阻的精確測試，對于設計PIN二極管的設計師來講是非常有意義的。目前PIN二極管串聯(lián)電阻的常用的測試方法，是通過阻抗測試儀進行測試，該測試方法測試頻率只能到1GHz，在更高的頻率下測試其串聯(lián)電阻值，對于PIN二極管設計師及應用電路設計師都有積極的意義，本文運用矢量網(wǎng)絡分析儀，在10GHz頻率下，對倒裝片PIN二極管的串聯(lián)電阻測試的方法開展研究和探討。

1.采取的測試方案原理

PIN二極管兩種典型的開關應用方案是：單刀單擲串聯(lián)開關和單刀單擲并聯(lián)開關，這兩種開關與PIN二極管串聯(lián)電阻有關的參數(shù)分別為：插入損耗值和隔離度值，要得出PIN二極管串聯(lián)電阻值，應分別測試其插入損耗值和隔離度值。本文選擇單刀單擲串聯(lián)PIN開關應用方案，運用矢量網(wǎng)絡分析儀，在10GHz頻率下，測試PIN二極管在正向直流偏置下的插入損耗值，依據(jù)PIN二極管串聯(lián)電阻和插入損耗之間的計算公式，來計算出10GHz頻率下的串聯(lián)電阻值。

1.1 單刀單擲串聯(lián)PIN開關的工作原理

2. 測試電路模塊的設計

測試電路模塊采用厚度為1.0mm的氧化鋁陶瓷介質(zhì)板，對設計的直流偏置模塊及隔直模塊利用ADS仿真軟件進行了仿真優(yōu)化計算。

2.1 直流偏置模塊和隔直模塊的設計及仿真結果

從仿真計算結果中可以看出，在10GHz頻率下，設計的直流偏置模塊輸入輸出駐波比為1.010，插損值為-0.0001011dB，設計能滿足測試要求。

2.2 直流偏置模塊和隔直模塊的設計測試結果

3. 倒裝片PIN二極管的串聯(lián)電阻的測試結果

各選取5只南京固體器件研究所研制的WK0013型和WK0014型倒裝片PIN二極管，利用本測試方法，在10GHz頻率下測試其損耗，通過損耗來計算其串聯(lián)電阻，具體的測試及計算結果如表4所示。

4. 結論

介紹了一種采取矢量網(wǎng)絡分析儀進行毫米波倒裝片PIN二極管串聯(lián)電阻的測試方法，測試結果完全滿足二極管的串聯(lián)電阻的指標要求，通過本測試方法研究，對今后在高頻率下測試PIN二極管串聯(lián)電阻的測試提供了一種解決方法。

參考文獻：

[1]Matthew M.Radmanesh.Radio Frequency and Microwave Electronics Illustrated 電子工業(yè)出版社，2012.

（作者單位：南京固體器件研究所）