JPS6252474A - 半導体装置の試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置、特に高周波用途の大電力半導体増
幅素子の実動作状態における電力損失の試験装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、この種の電力損失の試験法は、高周波用途大電力
増幅素子（以下素子、と呼ぶ）を実用動作状態におき、
パワーメータによシ測定される入力信号電力値と直流動
作電力の和より、パワーメータにより測定される出力電
力値を差し引くことによシ測定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来方法は、素子を大電力出力状態におき測定
するため、測定系がもれ電力の影響を受は易く、パワー
メータの読み取り値、及び直流パラメータ測定値に誤差
要因を多く含み易いという欠点を有していた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点に対し、本発明では被試験半導体装置（試料
）の取付台に取付けられた試料に対し、低温と高温の２
段階に変化できる雑音を加える雑音源と、試料の動作用
の直流電源および高周波動作させるための高周波電源と
、試料の雑音出力電力を測定する雑音電力測定装置とを
備えしめて、以下に述べる雑音理論に基ずく試験を行う
。

すなわち、半導体素子の発生する熱雑音電力Ｎａは一般
に素子の温度Ｔｊに対しＮａ＝ＴｊＫＢ（Ｋ：ボルッマ
ン定数、Ｂ：周波数帯域幅）と表わされるが、一方、試
料に温度Ｔｓの雑音縁入力を接続したときの出力雑音電
力Ｐｏｕ　ｔは次の（１）式で表わされる。

Ｐｏｕｔ　＝Ｎａ＋ＧａＴｓＫＢ　　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（１）Ｇａ：有能電力利得 試料の発生雑音Ｎａは、雑音源の温度を低温時Ｔｓｃ、
高温時、Ｔｓｕとし、それぞれに対応する出力Ｐｏｕｔ
　ｃ　、　Ｐｏｕｔ　Ｈとすれば、これを（１）式に代
入して、 Ｎａ＝ＴｊＫＢ＝＝（ＴｓａＰｏｕｔｃ−ＴｓｃＰｏｕ
ｔＨ）／（ＴＳＨ−Ｔｓｔ＝）　　・・・・・・・・・
・・・・・・（２）ＧａＫＢ＝　（Ｐｏｕ　ｔ　Ｈ−Ｐ
ＯＬ！　ｔ　Ｃ）／（ＴＳＨ−ＴＳＣ）−−・（３）と
なる。

〔実施例〕

つぎに本発明を実施例によシ説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック回路図である。第
１図において、３は被試験半導体素子（試料）取付台に
取付けられた゛試料であり、直流電源４から必要な直流
電圧が加えられる。試料３の入力には雑音源６の雑音出
力が接続され、また制御装置１からの制御信号により雑
音源６の代わりに、試料の高周波動作を与えるための高
周波信号を発生する高周波電源２の出力を試料３の入力
に加えることもできる。雑音源６は高温と低温の２段階
の温度状態に保つことのできる加熱手段が備えられ、こ
の温度切換えは、制御装置１からの指令によｐ行われる
。試料３の出力には試料３の雑音出力を測るのに適した
出力雑音電力測定装置５が接続されている。なお、熱抵
抗測定装置７は、予じめ試料の熱抵抗を測定するための
ものである。

つぎにこの試験装置による試験方法について説明する。

まず、制御装置１から出力する制御信号のタイムチャー
トを表わす第２図を参照して、時刻ｔ０〜ｔ！の間低温
Ｔｃ状態の雑音源６からの出力Ｐｉｎｃｘを試料３に入
力し、雑音出力測定装置５に出力ＰＣＩを得る。つぎに
時刻ｔ２〜ｔ３の間に、高温ＴＨ状態の雑音源６からの
雑音入力によシ、出力雑音ＰＨを得る。つぎに、制御装
置１からの指令により、雑音源６の代わシに、高周波電
源２の出力を試料３に加え、時刻ｔ４〜ｔｓの間、試料
３の内部温度が定常状態に達するまで試料３を高周波動
作させる。試料３の内部温度が定常状態に達した時刻ｔ
ｓにて高周波動作を止め、引続いて低温Ｔｃの熱雑音を
試料３に加え、雑音出力ＰＣ２を出力測定装置５により
得る。

第３図は、上記の試験結果について、横軸に雑音源６の
温度をとり、縦軸に試料３の雑音出力をとって示したグ
ラフでｌ）、雑音源６の低温時Ｔｃにおける２回の測定
結果の差ΔＮａ＝Ｐｃ　２−ＰＣ１は、高周波動作によ
る試料３の内部温度の上昇に起因する熱雑音の増加分で
おり、これはまた、前節の（１）式より、 ΔＮａ＝△ＴｊＫＢ ΔＴｊ＝ΔＮ　ａ　／ＫＢ＝Ｐ　Ｃ２−Ｐ　Ｃ１／ＫＢ
ここで、ＫＢは前節の（３）式からＫＢ＝（ＰＨ−Ｐｃ
）／（ＴＨＴｃ）・Ｇａ、およびＧａ＝１０１ｎ（Ｐａ
ｔ／ＰｉｎＣ）から求めることができる。さらに、別途
知られている、または予じめ熱抵抗測定装置７により測
定された定常熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ａ）を用い、高周波動
作時の試料の電力損失は下記の（４）式によシ求められ
る。

Ｐｌ　ｏ　ｓ　ｓ　＝△Ｔｊ／Ｒｔｈ（ｊ−ａ）　　・
−・−・・・−−−−・（４）〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の試験装置によれば、試料
の高周波動作の前および直後に、試料の雑音電力を側冗
することによシ、大電力動作の電力損失を測定できる。

これは、実際の測定には、従来のようには素子の大電力
動作が行なわれていないので、大電力動作による測定系
へのもれ電力の影響は皆無であるから、洩れ電力による
誤差の入らない、高い精度の測定ができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック回路図、第２図は
第１図の試験装置による試験方法を説明するためのタイ
ムチャート、第３図は、第２図の試験過程のデータのグ
ラフである。 １・・・・・・制御装置、２・・・・・・窩周波電源、
３・・・・・・試料、４・・・・・・直流電源、５・・
・・・・雑音電力測定装置、６・・・・・・雑音源、７
・・・・・・熱抵抗測定装置。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋１゛′醜第ｆ　閃 第２区 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被試験半導体装置（試料）の取付け台と、前記取付台に
   取付けられた試料に対し、高温状態と低温状態の２段に
   変化した熱雑音を加える雑音源と、前記試料の動作用直
   流電源および高周波動作のための高周波電源と、前記試
   料の雑音出力電力の測定を行う雑音電力測定装置とを含
   むことを特徴とする半導体装置の試験装置。