[发明专利]砷化镓单片微波功放的电应力极限评估方法

权利要求书

1.一种砷化镓单片微波功放的电应力极限评估方法，包括以下步骤：

步骤1，样品选取；

步骤2， 对样本进行初始电测试，各项指标参数应当满足详细规范；

步骤3，将样本分为两组：对比组和试验组；对比组用于与试验组进行对比，当对试验组的样品进行电测试的时候，对比组的样品也需要进行电测试；

步骤4，对试验组样品施加电应力，进行电应力极限评估试验；

步骤5，数据分析并得出结论；

其特征在于：所述的步骤4需要先确定以下参数：

确定电压起始点，电压起始点应当设定为器件的最佳工作电压范围；

选择采用电压向上步进，还是选择电压向下步进，对于工作环境经常出现高于最佳工作电压的情况，采用电压向上步进试验，而对于工作环境会经常出现低于最佳工作电压状况，对低电压敏感的器件或者工作在负压的器件，应当采用电压向下步进试验；

确定电压上限和下限，根据器件规范中规定的上限电压和下限电压来确定；

确定电压向上或向下的应力步长，在最佳电压工作范围内，电压步长设置为较大的值，但不得超过器件最佳工作电压的10%，当电压超出器件规范中规定的上限电压值之后，应当缩小电压步长至最大为器件最佳工作电压的5%；

确定电压施加停留时间；

在上述参数已经确定的前提下，步骤4具体包括以下过程：所述的试验组的砷化镓单片微波功放元器件至少两个，其中一个为1号器件，另一个为2号器件，将1号器件的电压步进间隔始终保持在0.5V不变，电压从起始电压上升至1号器件达到破坏极限，而2号器件电压步进间隔在小于上限电压时保持0.5V不变，超过上限电压后，间隔变为0.1V继续升压，至2号器件达到破坏极限。

2.根据权利要求1所述的砷化镓单片微波功放的电应力极限评估方法，其特征在于：所述的步骤5具体包括如下步骤：

步骤5-1，砷化镓单片微波功放电压极限评估实验结果分析；

步骤5-1-1，根据采用步进的应力实验参数，在距离研制方给定的工作电压较远时采用大的步幅，当接近研制方给定的工作电压时采用小的步幅，能够充分地减少实验时间并且使实验结果更加地逼近样品的真实固有极限，用于分析实验结果的实验数据也按照此原则选取，则更有针对性；

步骤5-1-2，利用数据处理软件对实验数据绘制多维图表，进行多角度分析，

包括有：

频率为8—11.5GHz,

在不同频率，漏电流随电压的变化曲线三维图；

在不同频率，输出功率随电压的变化曲线三维图；

在不同频率，效率随电压的变化曲线三维图；

在不同频率，增益随电压的变化曲线三维图；

B频段从8~11.5GHz，每隔500MHz的频率对应一组二维图，包括有：

在每个输入功率下（10~22dBm），增益随电压的变化曲线；

在每个输入功率下（10~22dBm），漏电流随电压的变化曲线；

在每个输入功率下（10~22dBm），输出功率随电压的变化曲线；

步骤5-2，得出实验结论，

根据上面的分析，可以得到GaAs MMIC功率放大器芯片的各类极限：

根据单项实验的评价方法，单项实验中元器件的固有极限相对于应用极限条件的裕度低于30%时，为不好用，单项实验中元器件的固有极限相对于应用极限条件的裕度高于30%为不好用。

3.根据权利要求2所述的砷化镓单片微波功放的电应力极限评估方法，其特征在于：所述的砷化镓单片微波功放为一种中功率GaAs MMIC功率放大器芯片，其频率范围覆盖8.5—11GHz，小信号增益大于15dB；

先确定以下参数：

确定电压起始点为1V；

确定电压采用向上步进，并且在电压低于研制方给定的样品规范极限电压9V时取0.5V/步，直到步进到规范极限电压9V；

电压超过规范极限电压9V后，取其中一只样品以0.1V/步继续升压步进，达到样品的破坏极限为止，另一只样品仍以0.5V/步继续升压步进，达到样品的破坏极限为止。

4.根据权利要求3所述的砷化镓单片微波功放的电应力极限评估方法，其特征在于：所述的参数确定后，开始以下实验步骤：

样品在实验和测试中电源电压始终保持在详细规范规定值上，即Vd=8V，Vg=-5V，最高输入功率不超过+23dBm；

低电压步进选取初始电压为1V，步进间隔为0.5V，直到达到详细规范规定的工作电压极限9V，电压值分别取点为：1V、1.5V、2V、2.5V、3V、3.5V、……8.5V、9V；

一个样品芯片电压步进至9V时，改变电压步进间隔为0.1V，直到样品芯片达到破坏极限，另一样品芯片步进至9V时，仍取步进间隔为0.5V，直到达到该样品芯片破坏极限，每个电压值采集一组数据，输入为微波信号输入；

详细规范给出该芯片的频段为8.5—11GHz，通过对芯片测试系统进行设定，采取间隔为500MHz对整个频段的数据进行采集，为留出余量，从8GHz采集到11.5GHz：8GHz、8.5GHz、9GHz、10GHz、10.5GHz、11GHz、11.5GHz;每个频率值对应一组数据；

输入信号功率P_in采点为：10—22dBm，每隔1dBm采集一组数据；

每组数据包括的关键性能指标有输入功率P_in、输出功率P_out、信号增益值Gp、效率η_add、静态电流I_d。