矢量网络分析仪与噪声系数分析仪在微波半导体芯片中的测试解决方案（上）
随着科技的飞速发展，低噪声放大器芯片在设计、生产、检验和应用等环节需要使用在片测试设备，但目前各研究机构、单位或公司主要使用国外微波测试产品。安泰测试代理的中电科思仪的3986噪声系数分析仪，一体化最高频率高达67GHz，可应用于低噪声放大器芯片噪声系数的高精度快速测试。
本文针对低噪声放大器芯片噪声系数和增益的快速测试问题，设计了On-wafer测试试验，搭建基于3986噪声系数分析仪、3672系列矢量网络分析仪的测试系统，测试系统如图1所示。通过对某型号低噪声放大器芯片的测试，测得芯片的噪声系数和增益，并对比了测试曲线与厂家提供的指标曲线，验证测试系统正确性。
图1 低噪声放大器芯片测试系统框图
1 系统组成
低噪声放大器芯片测试系统组成如图2所示，此系统主要组成为：
(1)噪声系数分析仪。型号3986E，频段10MHz~26.5GHz。
(2)矢量网络分析仪。型号3672D，频段10MHz~50GHz。
(3)噪声源。频段10MHz~26.5GHz。
(4)探针台。型号：CASCADE 12652B-6。
(5)探针。GSG探针2个，直流探针2个。
(6)在片校准片。型号：CASCADE 101-190C。
(7)同轴校准件。
(8)直流电源。型号：大华DH1715A-3型直流双路跟踪稳压稳流电源。
(9)低噪声放大器芯片(被测件)。频段2.6~3.8GHz;电压+5V@42mA。
(10)电缆。稳幅稳相电缆2根，测试线缆2根。
图2 低噪声放大器芯片测试系统组成
2 测试流程
2.1 系统设置
(1)开启噪声系数分析仪和矢量网络分析仪，预热充分。
(2)根据芯片的测试要求及预测试分析，设置噪声系数分析仪起始频率为2.6GHz，终止频率3.8GHz，扫描点数21点。相关参数及设置方法如表1所示。
表1 噪声系数分析仪相关参数及设置方法
(3) 根据芯片的测试要求及预测试分析，设置矢量网络分析仪的起始频率为2.6GHz，终止频率3.8GHz，扫描点数21点，测试轨迹为S21。相关参数及设置方法如表2所示。
表2 矢量网络分析仪相关参数及设置方法
2.2 系统校准
(1)校准噪声系数分析仪
噪声系数分析仪连接噪声源后，点击【校准】校准噪声系数分析仪主机。
(2)校准矢量网络分析仪
矢量网络分析仪两端口分别接稳幅稳相电缆，用同轴校准件对其进行SOLT校准，如图3所示。
图3 矢量网络分析仪校准
(3)用矢量网络分析仪测试探针等附件损耗S21
将图3中的校准件取下，将稳幅稳相电缆连接线缆，线缆另一端接探针，探针扎在在片校准片的直通件上使两个端口连通，连接示意图如图4所示。
在矢量网络分析仪中点击[文件]→[另存为]，保存测试数据为s.csv文件。其中S21数据即为所需损耗。
图4 矢量网络分析仪在片损耗测试连接
(4)计算并设置损耗补偿
损耗补偿是在噪声系数分析仪校准后、测试开始前，需要添加到噪声系数分析仪中的数据，作用是补偿掉线缆、探针带来的损耗。损耗补偿分为DUT前和DUT后两部分，每一部分值为：-|S21|/2，DUT前/后损耗数据如表3所示。
表3 DUT前/后损耗数据表
点击【损耗补偿】→[DUT前表格]→[损耗补偿表]→[DUT前表格]，编辑损耗补偿表，将频率点和损耗数据输入。按照同样方法，将DUT后补偿表输入完成。
由于篇幅有限，我们在下一篇文章中为大家讲述剩余步骤。欢迎登录安泰测试，了解更多相关仪器仪表信息。
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