半导体器件射频参数测试
应用背景
半导体器件的SPICE模型通常包含器件的低频模型,其建模数据主要来自直流I-V、低频C-V以及1/f噪声等测试。这类测试可以满足数字电路和低频模拟电路设计中对器件特性的表征需求,通常使用半导体参数分析仪完成。
随着器件工作频率不断提高,射频电路设计除了需要器件的低频特性数据,还需要进一步了解器件在高频条件下的响应。特别是在不同工作偏置下,器件的射频特性会发生变化,因此,仅依靠直流和低频测试数据已无法满足射频小信号模型的建模需求。
针对这类应用,需要在原有低频测试的基础上增加射频参数测试,并将直流偏置与高频测量结合起来,完成器件在不同偏置和不同频率条件下的特性采集。
核心测试项目
对于射频小信号模型,需要采集器件在不同偏置条件下的小信号S参数。
小信号S参数测试通常是在器件设定好直流工作点后,施加较小幅度的射频信号,并通过矢量网络分析仪测量器件在不同频率下的响应。通过改变器件的偏置条件,可以得到一组随偏置和频率变化的S参数数据,为后续射频小信号模型的参数提取提供基础。
这类测试既需要半导体参数分析仪完成器件的直流测试和偏置设置,也需要矢量网络分析仪完成小信号S参数测量。对于片上器件,还需要配合射频探针台和相应的射频探针、线缆及校准件完成连接和测试。
概伦电子解决方案
针对半导体器件从低频到射频的数据测试需求,概伦电子以FS-Pro半导体参数分析仪和LabExpress测试软件为核心,结合第三方矢量网络分析仪和射频探针台,可构建片上器件及封装器件的射频参数测试系统。

概伦电子解决方案实拍
方案主要包括以下部分:
- 一台上位控制机
安装LabExpress控制软件,用于控制测试仪器和探针台等测试设备。 - 概伦电子FS-Pro半导体参数分析仪
用于完成器件的直流I-V等低频电学测试,同时为射频S参数测试提供直流偏置。配置FS380 SMU时,可提供200V、1A的偏压范围,并具备30 fA级的电流测试能力,可满足多种半导体器件的测试和偏置需求。 - 第三方矢量网络分析仪
支持罗德施瓦茨,是德等品牌设备,具体型号可根据实际测试需求选择。 - 射频探针台及相关附件
具体型号可根据实际测试需求选择。 - 概伦电子LabExpress ATS自动化测试软件
支持半导体参数分析仪、网络分析仪及探针台的协同控制,可完成I-V测试、不同偏置条件下的小信号S参数测试,并可根据系统配置扩展噪声系数等测试项目。

LabExpress实现射频S参数测试
方案特点
- 低频与射频测试相结合
- LabExpress统一控制测试流程
- 支持多偏置点自动测试
- 兼容第三方射频测试设备
- 覆盖从测试到后续建模的数据需求
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