ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЕ И
ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЕ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПОТЕРЬ
Г
Цена 10 коп. БЗ 8—88/545
ОСТ 19656.10—88Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москв
а
УДК 621.382.2.029.6:006.354 Группа Э29
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
С
ГОСТ
19656.10—88
Методы измерения сопротивлений потерь
Semiconductor microwave switching
and limiter diodes.
Methods of measuring loss resistances
ОКП 621000
Срок действия с 01.07.89 до 01.07.94
Настоящий стандарт распространяется на полупроводниковые переключательные и ограничительные сверхвысокочастотные (далее — СВЧ) диоды и устанавливает следующие методы измерения сопротивлений потерь в диапазоне частот 0,3 — 10 ГГц:
сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности (гниз ) ограничительных СВЧ диодов;
прямого сопротивления потерь (гпр) переключательных и ограничительных СВЧ диодов и обратного сопротивления потерь (гобр, R06p )* переключательных СВЧ диодов:
метод измерительной линии с подвижным зондом;
метод измерительной линии с фиксированным зондом;
резонаторный метод.
Общие требования при измерениях — по ГОСТ 19656.0—74.
МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ г „из
Принцип, условия и режим измерения
Сопротивление потерь гниз определяют, исходя из измерения входного сопротивления коаксиальной диодной камеры с диодом, включенным в качестве оконечной нагрузки и учета потерь в камере, определяемых с помощью эквивалентов холостого хода (далее — XX).
* Обратное сопротивление потерь приводится для последовательной (rOup ) и параллельной (ЛОбр) эквивалентной схемы диода.
П
Издание официальное
★
© Издательство стандартов, 19881.1.2. Значения частоты измерения, уровня СВЧ мощности, при которых проводят измерения, следует приводить в ТУ на диоды
конкретных типов.
1.2. Аппаратура
Черт. 1
п
1.2.1. Измерения следует
G1—генератор СВЧ мощности; В/—вентиль ферритовый; £2—линия измерительная;
ЕЗ—камера диодная; Е4—усилитель измерительный; Е5— частотомер; Е6—измеритель
мощности
роводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 1.1.2.2. Элементы, входящие в структурную схему, должны соответствовать следующим требованиям:
вентиль ферритовый Е1, генератор СВЧ мощности G1, линия измерительная Е2, частотомер Е5, измеритель мощности Еб — по ГОСТ 19656.0—74;
измерительный усилитель Е4 должен иметь чувствительность в пределах 1—10 мкВ1;
диодная камера ЕЗ должна иметь волновое сопротивление, равное волновому сопротивлению измерительной линии, и обеспечивать значение коэффициента стоячей волны по напряжению холостого хода с эквивалентом XX (Кети ) не XX
Э
менее 50.
квивалент XX должен представлять собой корпус диода (без контактирующих проволочек) или деталь, по форме и размерам соответствующую проверяемому диоду со значением емкости, равной минимальному значению емкости конкретного типа диода. Чертежи на эквиваленты и значения емкостей эквивалентов указывают в ТУ на диоды конкретных типов.П о д г о т о в к а к проведению измерений
Режим измерения устанавливают заданным по частоте и
мощности.
Эквивалент XX вставляют в диодную камеру.
Определяют положение минимума стоячей волны напряжения (Zi) в миллиметрах, ближайшего к выходному концу измерительной линии.
Определяют значение (А/;) в миллиметрах — разность показаний индикатора измерительной линии в точках (справа и слева от точки минимума Л), где напряженность электрического поля в измерительной линии вдвое больше его значения в точке минимума.
Определяют значение коэффициента стоячей волны по напряжению (далее — КСВН) холостого хода (Кст <7ХХ ) по формуле
К
(1)
где X — длина волны в измерительной линии, мм.
Положение плоскости отсчета /по в миллиметрах рассчитывают по формуле
1
/по=Л+ 2^-arctg 2nfCKopzo’
где СКор—емкость корпуса диода, определяемая по ГОСТ
18986.4—73, Ф;
Zo — волновое сопротивление измерительной линии, Ом;
f— частота измерения, Гц.
Проведение измерений
Измеряемый диод вставляют в диодную камеру.
Определяют положение минимума стоячей волны напряжения в измерительной линии (Z2) в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета (/по )•
Определяют значение Л/2 в миллиметрах — разность показаний индикатора измерительной линии в точках (справа и слева от точки минимума /2), где напряженность электрического поля в линии вдвое больше его значения в точке минимума.
О б р а б о т к а результатов
Значение сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности (гпиз ) рассчитывают по формуле
г ~^о ( 1 W А1г '1
НИ1 X Ctg02—ctg0x / sin2 р2 sin2 рх / ’ ' '
где — значение, определяемое в соответствии с п. 1.3.4, мм;
Л
9-г
/2 — значение, определяемое в соответствии с п. 1.4.3, мм;(4)
где 1} — значение, определяемое в соответствии с п. 1.3.3, мм;
/
(5)
по—значение, определяемое в соответствии с п. 1.3.6, мм;(/поЧ),
где /2 — значение, определяемое в соответствии с п. 1.4.2, мм.
П о к а з а т е л и точности измерений
Погрешность измерения сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности гвиз должна находиться в интервале ±20 % с установленной вероятностью 0,95 в диапазоне частот 0,3—10 ГГц для значений г„из — в пределах 2—30 Ом.
Погрешность измерения значений гниз , не установленных настоящим стандартом, должна быть приведена в ТУ на диоды конкретных типов.
Пример расчета погрешности измерения сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности приведен в приложении 1.
МЕТОД ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ С ПОДВИЖНЫМ ЗОНДОМ (гпр,
гобр ’ ^обр )
Принцип, условия и режим измерения
Прямое (гпр ) и обратное (гобр, Лобр ) сопротивления потерь определяют исходя из измерений входного сопротивления диодной камеры с диодом, включенным в качестве оконечной нагрузки, с учетом потерь в камере, определяемых с помощью эквивалентов короткого замыкания (КЗ) и XX.
Значения частоты измерения, уровня СВЧ мощности и напряжения смещения, при которых проводят измерения, следует приводить в ТУ на диоды конкретных типов.
Аппаратура
Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. 2.
G1—генератор СВЧ мощности: Е1, ЕЗ—вентили; Е2—тройник ввода смещения; Е4—линия измерительная; £5—камера диодная; £6—источник смещения; £7—измерительный усилитель; Е8—частотомер; Е9—измеритель мощности
Черт. 2
Генератор СВЧ мощности G1, вентили Е1, ЕЗ, линия измерительная Е4, частотомер Е8, измеритель мощности Е9 — по ГОСТ 19656.0—74.
Тройник ввода смещения Е2 должен обеспечивать подачу напряжения (или тока) смещения на проверяемый диод и удовлетворять следующим требованиям:
коэффициент стоячей волны по напряжению входа и выхода — не более 1,3;
развязка цепи постоянного тока и тракта СВЧ — не менее 20 дБ;
сопротивление цепи постоянного тока — не более 0,1 Ом;
собственное ослабление — не более 1 дБ.
Источник смещения Е6 должен обеспечивать задание и поддержание постоянного тока прямого смещения и постоянного напряжения обратного смещения с погрешностью в пределах ±5%.
Измерительный усилитель Е7 должен иметь чувствительность в пределах 1—10 мкВ.
Диодная камера Е5 должна иметь волновое сопротивление, равное волновому сопротивлению измерительной линии и обеспечивать значения коэффициентов стоячей волны по напряжению с эквивалентом КЗ (Кет и ) и XX (Кет и ) в соответствии с
КЗ X X
табл. 1.
Таблица 1
|
Диапазон частот, ГГц |
Сечение коаксиального тракта, мм |
Кст ^кз' не менее |
К IT . ст ихх не менее |
|
0,3—1,0 |
16/7, 7/3,04 |
100 |
100 |
|
1,0—2,5 |
16/7, 7/3,04 |
70 |
70 |
|
2,5—10,0 |
1'0/4,34 |
70 |
70 |
|
2,5—10,0' |
7/3,04 |
50 |
50 |
Эквивалент КЗ должен представлять собой металлическую деталь, соответствующую по форме и размерам измеряемому диоду.
По д го то в к а к проведению измерений
Режим измерения устанавливают заданным по частоте и мощности.
Эквивалент КЗ вставляют в диодную камеру.
Определяют положение минимума стоячей волны напряжений (плоскость отсчета) в миллиметрах, ближайшего к выходному концу измерительной ЛИНИИ /1.
Определяют значение А/і— разность показаний индикатора измерительной линии в точках (справа и слева от точки минимума /і) в миллиметрах, где напряженность электрического поля в линии вдвое больше его значения в точке минимума.
Рассчитывают значение Кст и по формуле
КЗ
7<CTt/K3= “ШГ ’
где X — длина волны в измерительной линии, мм.
Эквивалент XX вставляют в диодную камеру.
Определяют положение минимума стоячей волны напряжения 12 в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета.
2 Зак. 2432
Определяют значение Д/2 — разность показаний индикатора измерительной линии в точках (справа и слева от точки минимума /2) в миллиметрах, где напряженность электрического поля в линии вдвое больше его значения в точке минимума.
Определяют значение Ксти по формуле
Ксті/хх= . (7)
XX ТйдЛ (.J
П р о в е д е н и е измерений
Измерение прямого сопротивления потерь
Проверяемый диод вставляют в диодную камеру и устанавливают заданное значение прямого тока смещения.
Определяют положение минимума стоячей волны напряжения в измерительной линии Із в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета.
Определяют значение Д/3 — разность показаний индикатора измерительной линии в точках (справа и слева от точки минимума Із) в миллиметрах, где напряженность электрического поля в линии вдвое больше его значения в точке минимума.
Измерение обратного сопротивления потерь
На проверяемом диоде устанавливают заданное значение обратного напряжения.
Определяют положение минимума стоячей волны напряжения в измерительной линии /4 в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета.
Определяют значение AZ4 — разность показаний индикатора измерительной линии (справа и слева от точки минимума Ц) в миллиметрах, где напряженность электрического поля в линии вдвое больше его значения в точке минимума.
О б р а б о т к а результатов
Значение прямого сопротивления потерь (гпр) в омах рассчитывают по формуле где Zo — волновое сопротивление линии, Ом;
(8)
Д/3— значение, определяемое по п. 2.4.1.3, мм;
AZi — значение, определяемое по п. 2.3.4, мм;
А, —длина волны в измерительной линии, мм.
^=^-(/3-/!), (9)>
где Із — значение, определяемое по п. 2.4.1.2, мм;
/і — значение, определяемое по п. 2.3.3, мм
p2=2-J-(Zi-/2), (10)
где /2 — значение, определяемое по п. 2.3.7, мм.
При выполнении условия
со^ (1 +-Ц-)< 1>05 (И)'
значение гпр рассчитывают по формуле
гпр =^(Д/3-Д/1). (12)
Значение обратного сопротивления потерь (го6р ) рассчитывают по формуле
ий1)’ (13>
ZqAA (ОЬ’стр ' ' bill Р4 bill pg /
где со — круговая частота, рассчитываемая по формуле । co=2uf, где f —частота измерения, Гц;
L — индуктивность диода, нГн, рассчитываемая по формуле
L=—tgpi;
щ Ь I 11
Д/4— значение, определяемое по п. 2.4.2.3, мм;
Д/2— значение, определяемое по п. 2.3.8, мм;
С стр — емкость структуры, Ф, рассчитываемая по формуле
С =С С
° стр '-’кор ,
где С д —общая емкость диода, Ф, определяемая по ГОСТ 18986.4—73;
Скор—емкость корпуса диода, Ф, определяемая по ГОСТ 18986.4—73;
(14>
где /4—значение, определяемое по п. 2.4.2.2, мм;
(15>
При выполнении условия
