专利名称：用于SiC MESFET直流测试的夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于场效应晶体管测试的夹具，尤其是一种用于^iC MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor,金属-半导体场效应晶体管)直流测试的夹具。
背景技术：
SiC材料因其具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度 等优良特性，决定了将它应用在半导体微波功率器件(尤其是MESFET)制作中成为一个 必然趋势。由^iC材料制作的微波^iC MESFET具有高压工作、高功率密度、高温工作 的特点，近年来成为宽禁带半导体研究重点。通常，为了表征^iC MESFET器件性能， 需要对其直流特性进行测量。测量的直流特性参数包括饱和电流tDSS、夹断电压VQFF、 最大跨导GmaX、栅漏击穿电压BVeD等。完成直流测试后，方能对^iC MESFET微波性 能进行测量。
目前，SiC MESFET直流特性的测量通过常规的测试夹具实现。常规的直流测试 夹具包括布有滤波电路的PCB板10和承载所述PCB板的金属板11，参看图2;所述金属 板11设有用于固定被测器件的凹槽8，所述PCB板设有与上述凹槽8对应的通孔；所述 滤波电路包括栅极滤波电路和漏极滤波电路，栅极滤波电路和漏极滤波电路的输出端分 别通过偏置线和传输线与设置在凹槽内的被测SiC MESFET器件的栅极和漏极连接。在 直流测试中，滤波电路主要作用为1)通过各种滤波电容滤除直流测试仪器中包含的各 种杂波，消除器件自激现象；2)在栅极滤波电路中引入电阻，改变器件输入阻抗，消除 器件自激现象。通常，直流测试夹具中，与被测^iC MESFET器件的栅极和漏极相连的 传输线末端为开路，虽然引入了滤波电容及栅极平衡电阻，仍然存在自激的现象，这在 被测^iC MESFET器件增益较高时更加明显。器件自激时会造成栅极输入电流及漏极输 入电流突然增大，导致器件烧毁，使得正常的器件直流测试无法正常进行。
造成器件自激的原因较为复杂，从电路工作机理分析，主要是因为在被测SiC MESFET器件的输出端和输入端存在反馈回路，当此种反馈为正反馈时，自激便产生。 自激发生后，被测器件在没有输入微波功率的情况下产生微波功率输出，引起tss的突然 增大，极易造成器件的烧毁，严重影响了器件直流测试正常进行。发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、有效消除自激现象的用于SiC MESFET直流测试的夹具。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种用于^ MESFET直 流测试的夹具，其包括布有滤波电路的PCB板和承载所述PCB板的金属板；所述金属板 设有用于固定被测MESFET器件的凹槽，所述PCB板设有与上述凹槽对应的通孔； 所述滤波电路包括栅极滤波电路和漏极滤波电路，所述栅极滤波电路和漏极滤波电路的3输出端分别通过偏置线与栅极传输线和漏极传输线连接，所述栅极传输线和漏极传输线 的一端分别设有与被测^iC MESFET器件的栅极和漏极连接的触点，所述栅极传输线和 漏极传输线的另一端分别设有防自激�？�。
所述防自激�？橛筛糁钡缛�、同轴到微带转换接头和微波功率吸收元件组成； 所述同轴到微带转换接头的一端与微波功率吸收元件连接螺纹连接，另一端通过微带线 与隔直电容连接；所述隔直电容与栅极传输线或漏极传输线的另一端连接。
应用上述夹具进行测试时，直流测试仪器输出的栅极电压和漏极电压分别通 过栅极滤波电路和漏极滤波电路、偏置线、栅极传输线和漏极传输线施加到被测SiC MESFET器件的栅极端和漏极端；通过滤波电路的作用，直流测试仪器输出的栅极直流 电压信号或漏极直流电压信号中的大部分杂波被滤除，而多余的杂波被隔直电容及微波 功率吸收元件吸收。隔直电容实现微波功率吸收元件与栅极、漏极直流电压信号的隔 离，其作用为保护微波功率吸收元件，同轴到微带转换接头的作用为实现微波功率吸收 元件与传输线的连接。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于本发明通过防自激�？椋梢韵� 器件自激现象；提高了器件的测试效率，同时为器件特性的表征积累了宝贵数据。
图1是本发明的结构示意图；图2是图1中金属板11沿A-A向的剖视图； 图3是本发明使用状态的结构示意图； 其中，1、栅极滤波电路，2、偏置线，3、漏极滤波电路，4、同轴到微带转换接 头，5、微波功率吸收元件，6、隔直电容，7、漏极传输线，8、凹槽，9、栅极传输线， 10、PCB板，11、金属板，12、代表直流测试仪器，13、代表被测SiC MESFET器件。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实 施例中的附图和具体实施方式
，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明 中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。
参看图1、图2和图3可以看出，本发明的夹具包括布有滤波电路的PCB板10 和承载所述PCB板10的金属板11 ；所述金属板11设有用于固定被测SiC MESFET器件 的凹槽8，所述PCB板10设有与上述凹槽8对应的通孔；所述滤波电路包括栅极滤波电 路1和漏极滤波电路3，所述栅极滤波电路1和漏极滤波电路3的输出端分别通过偏置线 2与栅极传输线9和漏极传输线7连接，所述栅极传输线9和漏极传输线7的一端设有与 被测SiC MESFET器件的栅极和漏极连接的触点，所述栅极传输线9和漏极传输线7的另 一端分别设有结构相同的防自激�？�。
所述防自激模块由隔直电容6、同轴到微带转换接头4和微波功率吸收元件5组 成；所述同轴到微带转换接头4的一端与微波功率吸收元件5连接螺纹连接，另一端通过微带线与隔直电容6连接；所述隔直电容6与栅极传输线9或漏极传输线7的另一端连 接。即与栅极传输线9连接的防自激�？橹械母糁钡缛莺附釉谡ぜ湎�9的另一端； 与漏极传输线7连接的防自激�？橹械母糁钡缛莺附釉诼┘湎�7的另一端。
本实施例中所述隔直电容为美国ATC公司ATC600S_18pF型贴片电容，也可采 用相同容值的国产贴片电容；所述微波功率吸收元件为上海华湘计算机通讯工程有限公 司SMAF1-18型同轴负载或者成都泰格微波技术有限公司公司TGG型隔离器；所述同轴 到微带转换接头为陕西华达科技有限公司的KFD型接头。
所述金属板11设有的凹槽8与所述PCB板10上设有的通孔共同用于固定被测 SiC MESFET 器件。
该夹具制作方法中包括了 PCB板10微带电路设计及加工工艺、金属板11的设 计及机械加工工艺，具体步骤如下！采用Protel (或L-EcHt)、AutoCAD软件绘制栅极滤波电路和漏极滤波电路，采 用薄膜电路及机械加工技术完成PCB板微带电路和金属板11的设计与制作； I对PCB板10及金属板11进行清洗；I采用铅锡焊接或螺钉紧固的方法实现PCB板10与金属板11的连接；④采用铅锡焊接的方法实现传输线与电阻、电容、导线等元件的连接，完成栅极滤 波电路及漏极滤波电路的制作；⑤采用铅锡焊接的方法实现栅极传输线、漏极传输线与隔直电容、同轴到微带转接 头的连接。
⑥采用螺纹紧固的方法实现同轴到微带转换接头与微波功率吸收元件的连接。
待直流测试夹具制作完成后，便可与直流测试仪器等配合使用，实现器件直流 测试。
本发明的夹具与直流测试仪器12相配合的使用状态图参见图3。被测SiC MESFET器件13的芯片总栅宽可为5.0-27mm，芯片通过装配工艺密封于封装外壳中，通 过螺钉将装有被测MESFET器件的封装外壳固定在凹槽8中，并将所述封装外壳的相 应输出端分别与栅极传输线9和漏极传输线7的触电连接。然后将直流测试仪12的相应 输出端分别与本发明的栅极滤波电路1和漏极滤波电路3连接，即可进行直流测试。
测试时，直流测试仪器输出的栅极电压和漏极电压分别通过栅极滤波电路1和 漏极滤波电路3、偏置线2、栅极传输线9和漏极传输线7施加到被测^iC MESFET器件 13的栅极端和漏极端；通过栅极滤波电路1和漏极滤波电路3的作用，直流测试仪器输 出的栅极直流电压信号或漏极直流电压信号中的大部分杂波被滤除，而多余的杂波被隔 直电容及微波功率吸收元件吸收。隔直电容6实现微波功率吸收元件5与栅极、漏极直 流电压信号的隔离，其作用为保护微波功率吸收元件，同轴到微带转换接头4的作用为 实现微波功率吸收元件5与传输线的连接。
测试过程中，如果因为直流测试仪器12栅极输出直流电压信号的扰动瞬间产生 一个脉冲信号，该脉冲信号包含的高频微波信号输入到被测^iC MESFET器件13的栅极 端后，被测器件13为微波功率放大器件，对微波信号具有功率放大的作用，高频信号由 被测器件13微波功率放大，放大的微波信号通过被测^iC MESFET器件13的漏极端输出，如果没有隔直电容6、同轴到微带转换接头4及微波功率吸收元件5，被放大的微波 信号在栅极传输线9或漏极传输线7的末端形成全反射，通过被测器件13栅漏电容LeD又 反馈至被测^iC MESFET器件13的输入端，栅漏电容Lqd为被测器件栅极和漏极之间等 效电容，反馈的微波信号由被器件微波放大，如此反复，形成自激，造成器件烧毁。但 如果引入隔直电容6、同轴到微带转换接头4及微波功率吸收元件5，被放大的微波信号 通过隔直电容6、同轴到微带转换接头4被微波功率吸收元件5吸收，而不会通过被测器 件栅漏电容又反馈至被测器件输入端，故不能形成自激，自激现象成功被消除。
综上，采用本发明成功地消除了测试过程中造成的被测^iC MESFET器件的自 激现象。
权利要求
1.一种用于SiC MESFET直流测试的夹具，其包括布有滤波电路的PCB板(10) 和承载所述PCB板(10)的金属板(11)；所述金属板(11)设有用于固定被测SiC MESFET器件的凹槽(8)，所述PCB板(10)设有与上述凹槽(8)对应的通孔；所述 滤波电路包括栅极滤波电路(1)和漏极滤波电路(3)，所述栅极滤波电路(1)和漏 极滤波电路(3)的输出端分别通过偏置线(2)与栅极传输线(9)和漏极传输线(7) 连接，所述栅极传输线(9)和漏极传输线(7)的一端分别设有与被测SiC MESFET器 件的栅极和漏极连接的触点，其特征在于所述栅极传输线(9)和漏极传输线(7)的另 一端分别设有防自激�？�。
2.根据权利要求1所述的用于SiCMESFET直流测试的夹具，其特征在于所述防自激 模块由隔直电容(6)、同轴到微带转换接头(4)和微波功率吸收元件(5)组成；所 述同轴到微带转换接头(4)的一端与微波功率吸收元件(5)螺纹连接，另一端通过微 带线与隔直电容(6)连接；所述隔直电容与栅极传输线(9)或者漏极传输线(7)的 另一端连接。
3.根据权利要求2所述的用于SiCMESFET直流测试的夹具，其特征在于所述微波功 率吸收元件采用同轴负载或者隔离器。
全文摘要
本发明公开了一种用于SiC MESFET直流测试的夹具，属于场效应晶体管测试领域。其包括布有滤波电路的PCB板和承载所述PCB板的金属板；所述金属板设有用于固定被测SiC MESFET器件的凹槽，所述PCB板设有与上述凹槽对应的通孔；所述滤波电路包括栅极滤波电路和漏极滤波电路，所述栅极滤波电路和漏极滤波电路的输出端分别通过偏置线与栅极传输线和漏极传输线连接，所述栅极传输线和漏极传输线的一端分别设有与被测SiC MESFET器件的栅极和漏极连接的触点，所述栅极传输线和漏极传输线的另一端分别设有防自激�？椤１痉⒚魍ü雷约つ？椋梢韵骷约は窒螅惶岣吡似骷牟馐孕剩蔽骷匦缘谋碚骰哿吮笫�。
文档编号G01R31/26GK102023238SQ20101053069
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者付兴昌, 李静强, 杨克武, 王勇, 王翔, 默江辉 申请人:中国电子科技集团公司第十三研究所
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
