Yüksek Sıcaklıkta SParametre Davranışını Anlamak

Uçakta kullanılan RF ve mikrodalga bileşenleri, alt delik delme, otomotiv motor bölmeleri ve endüstriyel fırınlar 300 °C'yi aşan sıcaklıklarda elektrik performansını belirtmeli. Bu aşırılıkta, substratların dielektrik sabiti, iletken kayıplar ve mekanik genişlemeleri fiziksel boyutlara sahiptir - doğrudan ısıtma parametrelerini değiştirir.

S:11 Gaparametreler olay açısından n-port ağının lineer davranışını karakterize eder ve seyahat eden dalgaları yansıtabilir.[Dışkanlıklı sistemlerde, dört karmaşık miktar –S)11[Dönemli: 1 ) [Döndergi, S[Dönderlik)[Döndergiler, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunanlar için).

Termal S-Parametrenin Arkasında Fiziksel Mekanizmalar Drift

Birkaç fiziksel mekanizma aynı anda RF bileşeni ısındığında hareket eder. Bu kökün demir boyanması, demir boyanmasından gerçek cihaz davranışını ayırmaya yardımcı olur.

Davranışçı Kayıp Arttır

Metallerin bakır, altın ve gümüş gibi dirençleri sıcaklıkla yükselir, yüzey direncini yükseltir ve bu nedenle birim uzunluğu başına 0.2 dB ile yüzde 300 °C, bakır direnç, oda sıcaklığı değeri yaklaşık iki katına çıkar.Bu doğrudan resonatörler ve iletim hatlarının verimliliğini azaltır. 10 GHz'de çalışan bir mikrostrip hattı için, kaybın yüzde 0.2 dB'ye kadar artmasını artırabilir.

Dielektrik Constant Variation

Seramik ve polimer substratları, izdüşüküm katsayısı ( ⁇ ) ⁇ ) Sadece yüzde birkaçı düşük ⁇ ) ile merkezi frekansı değiştirebilir[Dönemli olarak, örneğin, 1% ⁇ ).

Termal genişleme

İletim hatlarının fiziksel boyutları, rezonanslar ve birkaç megahertz tarafından yapılan boşluklar, bu etkinin boyutunun 200 °C'ye kadar, 10 mm resonatorun, küçük bir bant filtrenin geçişini mümkün kılabileceği kadar iyileşebilir.

Taşıyıcı Hareketli Etkileri Yarı iletkenlerde

GaN veya SiC transistörleri gibi aktif cihazlarda, sıcaklık değişimi elektron hareketliliği, eşküre gerilimi ve parasitik kapasitanslar. GaN HEMTs için transkondüktör genellikle güvenilir bir sıcaklıkla azalır, elde edilen bir azalmaya neden olur (S[FLT: 1) ve giriş engelleyicisi.Bu değişiklikler küçük imzalı Sparametrelere yanılır ve güvenilir devre tasarımı için doğru karakterize edilmelidir.

İletişim ve Bağlantı Degradasyon

Tekrarlanan termal bisiklet, 200 °C'nin üzerindeki sıcaklık kaynaklı parametrenin düşmesi veya kuru bir azot kaybının tanıtılması ile ortak bir başarısızlık modudur.Influen termal bisiklet, tel bağlar ve koaktör bağlantı bahar kontakları ile ortak bir bağlantı kurmak ve bu sorunu azaltabilecek bir azot kaybı veya yansıma anomalilerini ortaya çıkarabilir.

Sıcak RF ölçümler için Test Ekipmanı Seçin

Vector Network Analyser

Modern VNA, yeterli dinamik aralığı (≥ 100 dB) ve orta frekanslı bant genişliği kontrolü genellikle kontrollü-küresel bölge ve analizci arasında uzun kablolar içerir, bu nedenle kablo-zihinsel tazminat ve zaman aralığı değerli modeller haline gelir.0Key)Görüntüler ).

Yüksek yoğunluklu Test Fiktürü

Düşük termal kütle ile termal olmayan bir test makinesi ideal. Paslanmaz çelik veya Kovar gibi malzemeler genişleme kat ve korozyon direnci için seçilir.The fikstür, ko aksi takdirde kablolardan tekrarlanabilir bir başlangıç sağlamalıdır.Caltoksit[DUT) sıcak tarafta. Sıcaklıklı kobiyal tüp geçişleri için ısıtılabilir.

Sıcaklık Odası veya Fırın

Sistemdeki ısı üniforması zorunlu ve yüksek çözünürlükte, DUT'a kadar yerleştirilen kalibreli bir termo çift tarafından doğrulanmış ve DUT'un oda duvarları ve ısıtma elemanlarından uzak durmaları için yeterince büyük bir çalışma hacmi zorunludur.Okuldaki cihazlar için hassas ±1 °C veya daha iyi, ısıtma için uygun bir ısınmış bir termo çift tarafından doğrulanmalıdır.

Sıcak Ortamlar için Kalibrasyon Standartları

Konvansiyonel açık hava ile şarj edilebilir (OSLT) standartları, her sıcaklık noktasında tekrar düşünülemezler, çünkü sadece iyi tanımlanmış bir iletim hattına ihtiyaç duyar, elektrik modelleri standartına karşı parametreli bir bağlantıya sahiptir.

Kalibrasyon Stratejileri Doğru Sıcak Ölçümler için

Kalibrasyon yüksek sıcaklık S-parametre ölçümlerinde en hassas adımdır. VNA'nın ön panel bağlantılarından DUT arayüzüne atıfta bulunmak için dikkatli bir ısı geçişi gerektirir.

OdaTemperature Kalibrasyon De-embedding ile

VNA'nın oda sıcaklığında standart bir kobiyal kit ile en basit yaklaşım, o zaman test fikstürünü yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

In-Situ Calibration at Sıcaklık

Küçük bir kalibrasyon substratı - DUT'un işlem öncesi veya eklenme süresine sahip olmak - oda ve kalibrasyon standartlarının doğrudan ölçüm sıcaklığında elde edilmesi gerekir. VNA'nın kalibrasyon uçakları, kalibrasyon sonrası sabit yüklerin sabitlediği yüksek çözünürlükte hesaplanabilir, ancak bir DC direncinin 50 LOWLEC'ye karşı çıkarılması gerekir.

PostMeasurement Düzeltme with Thermal Models

Bir orta strateji bir oda sıcaklığı kalibrasyonunu kullanır, DUT'u çeşitli sıcaklıklarda ölçer ve sonra, kontrol edilen verileri DUT referans uçağına karşı kullanılan ısıtıcı modellerine dönüştürmeye yönelik bir yazılım temelli düzeltme uygular.Bu teknik, birden fazla sıcaklıkta S-parametre kütüphanesi gerektirir ve araç sürücüleri veya senaryolar aracılığıyla otomatik edilebilir.

[FONT:0)İmportant: [Dönetici] Standart substratı kullanırken, katlibrasyon standartlarının termal dengeye ulaşmasına izin verir - oda hava sıcaklığının stabilleştirilmesinden 15 dakika sonra - standart substratlardaki gradyan ölçümler elde etmeden önce doğrudan doğruya doğrulanmış belirsizlik aşaması ekleyin.

Yüksek Işaretli Bir S-Parametre Ölçümü

  1. [FONT:0)Characterise kablolar ve adaptörler.[DÜT:1] Tüm kabloların ve adaptörlerin ısı geçişi nedeniyle, oda sıcaklığında ve birkaç yüksek sıcaklıklarda yanıtlarını kaydetmek, işlem yapmaya dikkat etmek için bir düzeltme kütüphanesi oluşturmak için.
  2. [FONT:0) Doğrulanmış bir DUT yedekle birlikte fikstüre benzeyen bir özelliktir.[[DÜT 1:0) VNA'da bilinen bir iyi kısa devre dışı veya düz bir şekilde test fikstürünün beklenmedik bir rezonans veya geçici temasların olmadığını doğrulamak için.Bir giriş kontrol ve VNA'da iki girişli bir kontrol yapın.
  3. [FONT:0)Choose ve kalibrasyonu gerçekleştirir.[DÜDÜT:1] İstenen doğruluğuna bağlı olarak, 50 LOW'nin% 0.1'inde veya OSLT kalibrasyonunu ilk sıcaklık set-pointte kaydet. daha sonra istatistiksel karşılaştırma için kalibrasyon serisini yerine getir.If using OSLT, verify the load standard's DC direnişi -% 0.1 50 LOW'de kalmalıdır.
  4. DUT'un [DUT] [DUT][D][D][/FONT=0) Devre onları kullanıyorsa, aksi takdirde kolsuz konektörler için tork özelliklerini takip edin; on-board probes için, tutarlı baskı sağlayın. Doğru yerel sıcaklık okuması için termo çift ekleyin. Aktif cihazlar için, önyargı tedarikini ve mevcut çizimleri kontrol için bir çek olarak bağlayın.
  5. [FONT:0)Ramp ilk sıcaklık set-pointe işaret eder.[DÜDÜT:1] Oda kontrol cihazını büyük metal konutlar için 5 °C min[DUT:2)-1) ısıyınmış bir ısı şokuna kadar kullanın.Oda hava sıcaklığı stabil olduğunda, küçük bir süre için en az 15 dakika boyunca büyük metal konutlar için - DUT çekirdek sıcaklığında DUT ısınırık bir DUT kullanın.
  6. [FONT:0) Aquire Sparametreleri.[DÜDÜDÜSÜSÜSTRİYE BÖLÜMÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜK:0)Acquire Sparametreleri[0][FONTT:1) Karşılaştırmalı gürültüyü ve damgasını kesmek için ölçüm için en az 8 süpürücükürücük. Aktif cihazlar için VNA, kayıt önyargı koşulları için.
  7. [FONT:0] Tüm sıcaklık noktaları için geri dön. Oda set noktası, soak ve ölçüm. cihazlar tek sıcak bir sıcaklıkta faaliyet göstermesini bekler, her iki ısıtma ve serin kesme sırasında verileri elde eder. eğer histeriler gözlemlenirse, mekanik stres rahatlama veya malzeme değişiklikleri gösterebilir.
  8. [FONT=0]Dönemli tekrarlanabilirlik[Dönetici profili tamamladıktan sonra, referans sıcaklığına geri dönün (örneğin 25 °C) ve DUT'un kalıcı olarak değiştirmediğini doğrulamayı tekrarlayın. # 2).| veya 5 ° C) ve fazda söndürücü veya malzeme hasarını gösterir.

Termal S-Parametre Data

Raw S‑parameter files from a thermal sweep contain richEğer fikstür etkileri kaldırılamazsa yanlış yorumlanabilir bilgi kaldırıldı. İlk önce teklif veya port-exizeasyon düzeltmeleri uygulayın:

  • [FONT=0)Insertion lost against temperature.[ °T:1] Plot |S)21)| birkaç frekansta, sıcaklık kaybı ile bir lineer artış, ani bir atlama teli veya bağlantı işaret edebilir.IntransT:2).
  • [FONT=0)Resonance frekansı değişimi[Döneticiler ve antenler için, minimum S) 11) veya maksimum S) geçişini polinom bir modele doğrulayın; sonra izin verme oranının ısıtılması ve sıcaklık katlanmasının ısıtılması daha sonra ayrı olabilir.
  • [FONT:0) Grup gecikme varyasyonu[Dönetici:0) Sıcaklık bağımlı faz eğimleri elektrik uzunluğundaki değişiklikleri ortaya koyar. Büyük grup, dar bant sisteminde gecikme varyasyonları düşük sinyal bütünlüğüne düşebilir, hatta büyüklük yanıt stabil gibi görünüyorsa bile. Grup gecikmesi, frekansa saygı ile faz negatif türevleri olarak hesaplanır.
  • [FONT:0)Stability faktörü.[[Dönetici:0) Rollet stabilite faktörü K'yi sıcak S-parametrelerden ayırarak yapılandırın. Aktif cihazlar ısıtıldığında koşullu olarak istikrarlı veya osilasyon haline gelebilir, bu yüzden K tüm gruptaki yeterli marjla 1'den fazla kalmalıdır. Ayrıca potansiyel istikrarsızlık için kontrol etmek için 345 (siyonel stabilite ölçütleri).

Touchstone'da depolama verileri ([Dön:0) Biçimi, sıcaklık ve kalibrasyon yöntemi içeren yorumlarla. Birçok RF simülasyon araçları, Keysight ADS ve Ansys HFSS gibi, parametreli S-parametre dosyalarını, tam sistemlerin köşeli-parça analizine olanak sağlar.

Güvenilir ölçümler için Pratik İpuçları

Referans Plane Integrity

Odadan gelen fazlar, VNA'ya kadar uzanır ve onları her sıcaklıkta sıfır uzunlukta bir doğrulama işlemi sırasında, 10 GHz'de kablo flexure'in genişleyen kablolar olarak görünür.Demiral kablolar, yüksek çözünürlükte güvenilir kablolar sunar.

VNA Ports'ın ısı yönetimi

Sıcak bölgeyi sadece VNA'ya kadar gerekli olan ısıyı uzatın. Coyel kablolar boyunca yapılan ısı VNA'nın test-port bağlantılarını ısıtabilir, yavaş sürüklenmelere neden olur. Sıcaklık molaları kullanın - iç ısıtılmış paslanmaz çelik kol aksiyel çizginin kesitleri - veya aktif olarak VNA'nın iç ısısını serinleyebilir ve VNA'nın iç ısısını izleyebilir.

Moisture ve Outgassing için Hesap

100 °C'nin ötesinde ısıtmak, dielektrik malzemeleri veya bağlantı yüzeylerde kapanan ne zaman buhara yol açabilir, geçici yüksek kalorili yüksek kalorili bileşiklere veya yaymalara neden olur.Yue out the fikstür at orta sıcaklıkta (80-100 °C) gerçek çalıştırmadan en az 30 dakika önce.Eğer odanın içindeki tüm materyallerin yüksek sıcaklık için derecelendirilmesini sağlar ve tüplü aşındırıcı bileşikleri yapamaz.

Her Şey Doküman Her Şey

Her ölçüm kampanyası için, kalibrasyon kit seri numarasını kaydetmek, kablo parçası numaraları, oda modeli, VNA ayarları, termo çift türleri ve yerleri, soak süreleri ve gözlemlenen anomaliler. Bu metadata, laboratuvarlar arasındaki sonuçları karşılaştırırken çok daha sonra veya karşılaştırmak için paha biçilemez.

Yaygın ölçüm hataları önlemek

  • [FONT=0)Öyle İLGİLİ: 0 (DUT) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • [FONT=0]Oxidation of contact.[[Döneticileri 1 ) 200 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, bakır ve hatta altın kaplama konektörleri, oda atmosferinin kontrol edilememesi veya vakumlanmış kontakları kullanmaması durumunda oksidatif olarak kullanılabilir.
  • [FONT:0)Ground loop gürültüyü [Dönetici: 0,4] Uzun kablo çalışır ve oda ısıtıcıları VNA gürültü zeminini yükselten düşük frekanslı zemin akımları sunabilir. GPIB veya LAN kontrol otobüslerinde optik izolasyon kullanın ve VNA ve oda tek bir noktada ortak zeminde ayrı ana devrelerden.
  • [FONT:0) Uzun süpürücüler sırasında sürüklenme sürüklenmeler.[DÜT:1] Birkaç saat boyunca, bir doğrulama standardının tekrarlanma ihtiyacı olduğunu gösterir.
  • [FONT:0] Ters yönde göz atıyorum.[DÜDÜT:2) S) ve S)22[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN

Sonuçlar ve Estimating Uncertainty

Invar gibi düşük seviyeli bir dB'nin belirsizliği ile ilgili olarak, referansın bilinen sıcaklığın bağımlılığının düşük çözünürlükte olduğu gibi, düşük çözünürlükte ±0.15 dB'nin belirsizliği ile ilgili olarak (Dönemli) bir parametredir.[Dönemli sıcaklık ölçümleri, yüksek çözünürlükte, yüksek sıcaklık ölçümlerinde ise, yüksek sıcaklık ölçümlerinin sabitlenme süresine bağlı olarak, yüksek çözünürlükte iki katına çıkar.

Mikrodalga Teorisi ve Teknikleri Üzerindeki Kaynaklar[Dönemli Yöntemler:0) Yüksek sıcaklık RF ölçümlerinde belirsizlik analizi için hakemli metodolojiler sağlar.

Yüksek hacimli RF Karakterizasyon Teknikleri

Termal Sparametre ölçümü hızla gelişiyor. - Prodüksiyonlu chucks ile modellemek şimdi 500 °C'ye ulaşır, GaN ve silikon-karbide transistörünün doğrudan karakterizasyonuna izin verir. Vector-load-pull, sıcaklık yükseltici tasarım için mümkün hale gelir, yüksek sıcaklıklara sahip betonlar için betonlu ısıtılabilir ısıtılabilir ısıtılabilir ısıtılabilir ısıtılabilir.

Robust High-Temperature RF Tasarımları

Yüksek sıcaklıklarda güvenilir Sparametre verileri, uygun zamanlarda, tekrarlanan referans ölçümleri yoluyla elde edilen bir optik sistemi ve mikrodalga metrolojisi disipline gerektirir. Uygun kullanımlarda uygun şekilde performans gösteren, prototipleme ve yüksek sıcaklık elektronikleri için talep edin - 5G altyapı, elektrik araç gücü elektronikleri ve derinleştirilmiş RF sistemleri tasarımları güvenilir bir şekilde test yoluyla elde edebilir.