JPS63131073A - インピ−ダンスの測定方法 - 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、入出力回路を有するトランジスタの評価ユニ
ットの、トランジスタ側からみた信号源及び負荷インピ
ーダンスの測定方法に関する。

従来の技術 トランジスタの高周波（例えば数ＧＨｚ以上の周波数）
における電力特性またはノイズ特性を測定する場合には
、必ずトランジスタに付加される信号源及び負荷インピ
ーダンスを測定する必要がある。例えば、電力特性を測
定した場合には最大出力を得るための信号源及び負荷イ
ンピーダンスを測定する必要があるし、またノイズ特性
を測定した場合には最小ノイズ値を与える信号源及び負
荷インピーダンスを測定する必要がある。これらの信号
源及び負荷インピーダンスは、トランジスタ側から信号
源側及び負荷側をみたインピーダンスであり測定に関し
ては、通常行われているインピーダンス測定基準面から
の単純な測定方法では測定が極めて困難であった。

従来より行われてきた信号源及び負荷インビーダンスの
測定方法は入出力回路を有するトランジスタの評価ユニ
ットをトランジスタの部分で入力端と出力側とを分離で
きるように構成しておき、トランジスタの電力特性また
はノイズ特性を、入出力回路を調整しながら測定したあ
と評価ユニットを分離し、入力側と出力側ユニットにコ
ネクターを付加し個別にトランジスタ側からそのインピ
ーダンスを測定していた。

しかしながら、このような方法では入出力回路を有する
トランジスタの評価ユニットをトランジスタの部分で入
力側と出力側とをあらかじめ分離できるように構成して
おかなければならず、分離できないような評価ユニット
では、測定自体ができない。また、ユニットを分離後、
インピーダンス測定の為にコネクターを回路に接続しな
ければならず、このコネクターにより信号源及び負荷イ
ンピーダンスが変化するので、正確な測定ができず誤差
が非常に多い結果となっていた。

第４図は、従来の信号源及び負荷インピーダンスの測定
方法でに用いる評価ユニットの平面図及び断面図である
。

第４図（ａ）において、トランジスタパッケージは治具
の中央に位置し入力側プリント板１２及び出力側プリン
ト板１３のマイクロストリップ線路１４に接続される。

この状態で評価ユニットをコネクター１５を用いて測定
系に接続し、電力特性またはノイズ特性をマイクロスト
リップ線路１４を調整しながら測定する。

第４図（ｂ）は、第４図（ａ）に示した平面図のＢ　−
Ｂ′線における断面図を示しており、銅もしくはアルミ
ニウム等の材料で形成された支持台として入力側プリン
ト板１２の下には入力側ブロック１７、出力側プリント
板１３の下には出力側ブロック１９、トランジスタパッ
ケージが置かれる領域の下にはトランジスタブロック１
８が有りそれぞれ接続されグランドとして用いられる。

これら３つのブロックは互いに分離可能で、第４図（ａ
）に示したように電力特性またはノイズ特性をマイクロ
ストリップ線路１４を調整しながら測定する時は相互に
接続される。

第５図は、電力特性またはノイズ特性でマイクロストリ
ップ線路を調整した後、トランジスタ側からみた信号源
及び負荷インピーダンスの値の測定方法を示す断面図で
ある。例えば信号源インピーダンスの測定時には、第４
図（ａ）で示したトランジスタブロック１８を分離除去
し、入力端プリント板１２の乗った入力側ブロック１７
を取り出し、トランジスタ側コネクター２０を新たに入
力側プリント板１２のトランジスタ側に接続する。評価
ユニットのコネクター１５に５０オーム負荷８を接続し
、すでに誤差補正を行ってありインピーダンス測定基準
面４を有する測定用コネクター３をトランジスタ側コネ
クター２０に接続し信号源インピーダンスを測定する。

測定用コネクター３は、同軸ケーブル２を介してインピ
ーダンス測定装置につながっている。負荷インピーダン
スを測定する場合には、信号源インピーダンスの測定と
同様の手順を、出力回路である出力側プリント板１３と
その下に位置する出力側ブロック１９に対しておこなう
。

発明が解決しようとする問題点 第４゛図及び第５図に示した従来の信号源及び負荷イン
ピーダンスの測定方法においては、電力特性またはノイ
ズ特性をマイクロストリップ線路のパターンを調整しな
がら測定した後、信号源及び負荷インピーダンスの測定
の際には評価ユニットの中央部分に位置するトランジス
タブロックを切り離して測定しなければならず、入出力
回路を有するトランジスタの評価ユニットをトランジス
タの部分で入力側と出力側とをあらかじめ分離できるよ
うに構成しておかなければならない。従って、分離でき
ないような評価ユニット及び新たにコネクターを付加で
きない評価ユニットでは、インピーダンスの測定自体が
できない。また、評価ユニットを分離後、インピーダン
ス測定の為に新たにコネクターを入力または出力回路に
接続できたとしても、この新たに付加するコネクターに
より信号源及び負荷インピーダンスが変化するので、高
周波になればなるほど誤差が非常に多くなり正確な測定
ができないという極めて大きな問題となっていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、信号源及
び負荷インピーダンスの測定に際し、入出力回路を有す
るトランジスタの評価ユニットをトランジスタの部分で
入力端と出力側とをあらかじめ分離できるように構成し
ておく必要がなく簡便でしかも精度の高い優れたインピ
ーダンスの測定方法を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、インピーダンス測
定系のインピーダンス測定基準面を誤差補正した後に、
二端子を有する被測定ユニットの一端をインピーダンス
測定基準面に接続し、被測定ユニットの他端に５０オー
ム負荷、ショート負荷、オープン負荷を順次接続しイン
ピーダンス測定基準面からみた被測定ユニットのインピ
ーダンスをそれぞれ測定する。この被測定ユニットの他
端に５０オーム負荷、ショート負荷、オープン負荷を順
次接続して得られたインピーダンスの値から、インピー
ダンス測定基準面に接続されていない被測定ユニットの
他端から被測定ユニットをみたインピーダンスを算出す
る。

作用 本発明は上記した構成により、二端子を有する被測定ユ
ニットの一端からみた３種類のインピーダンスの値より
被測定ユニットの他端のインピーダンスを算出するので
、信号源及び負荷インピーダンスの測定に際し、入出力
回路を有する被測定ユニットを入力側と出力側とにあら
かじめ分離できるように構成しておく必要がなく、また
分離できない被測定ユニットの測定が可能である。また
本発明によれば、信号源及び負荷インピーダンス測定の
梅に新たにコネクターを人力または出力回路に接続する
必要がないので高周波領域でも精度良く測定することが
できる。

実施例 第１図は、本発明のインピーダンスの測定方法の原理を
示す構成図である。第１図において、インピーダンス測
定装置１からは同軸ケーブル２を介して測定用コネクタ
ー３が引き出される。インピーダンス測定基準面４は予
め誤差補正を行い、測定用コネクター３の端面に設定し
ておく。被測定ユニット５は、入力端子６及び出力端子
７の二端子を有している。入力端子６はインピーダンス
測定基準面４である測定用コネクター３に接続した状態
で、出力端子７からみたインピーダンスの値を得るため
には次の手順でおこなう。

１、入力端子６をインピーダンス測定基準面４である測
定用コネクター３に接続した状態で、出力端子７に５０
オーム負荷８を接続し、インピーダンス測定装置１によ
りインピーダンス測定基準面４からみたインピーダンス
を測定する。

２、　出力端子７から５０オーム負荷８を外し、ショー
ト負荷９を接続しインピーダンス測定装置１によりイン
ピーダンス測定基準面４からみたインピーダンスを測定
する。

３、出力端子７からショート負荷９を外し、オープン負
荷１０を接続しインピーダンス測定装置１によりインピ
ーダンス測定基準面４からみたインピーダンスを測定す
る。

４、　以上３回の測定結果より被測定ユニット５の出力
端子７からみたインピーダンスの値を算出する。

第２図は、この算出方法を説明するシグナルフローグラ
フである。第２図において出力端面１１は、第１図の出
力端子７の端面に相当する。被測定ユニットをＳパラメ
ーターで表現すると４つのパラメーター（Ｅｌｌ、Ｅ２
１．Ｅ１２．Ｅ２２）で等価回路化することができる。

第１図の被測定ユニット５の出力端子７からみたインピ
ーダンスは、第２図に示したシグナルフローグラフにお
いてはＥ２２に相当する。従って負荷の反射係数ＥＮと
してすでにわかっている３つの負荷（５０オーム負荷な
ら反射係数は０、ショート負荷なら−１、オープン負荷
なら＋１である。）を出力端面１１に接続し、インピー
ダンス測定基準面４からインピーダンスを測定しその結
果を用いて連立方程式を解くことによりＥ２２つまり被
測定ユニット５の出力端子７からみたインピーダンスを
計算により求めることができる。

第３図は、本発明のインピーダンスの測定方法の一実施
例を示すトランジスタの評価ユニットの平面図及び断面
図である。第３図において、第５図と等価な構成部分及
び要素に対しては同一の番号及び記号を付して示すもの
とする。第３図（ａ）に示すように本発明のインピーダ
ンスの測定方法を用いればインピーダンス測定基準面４
を評価ユニットの入力端に接続した状態で、トランジス
タの位置していた評価ユニットの中央部から信号源もし
くは負荷をみたインピーダンスを測定できる。

例えば、信号源インピーダンスを測定する場合には、イ
ンピーダンス測定基準面４を評価ユニットの入力側プリ
ント板１２の入力端に接続し、トランジスタの位置して
いた評価ユニットの中央部に反射係数のわかっている基
準負荷２１を入力側プリント板１２に接続しインピーダ
ンス測定基準面４からインピーダンスを測定する。基準
負荷２１として５０オーム負荷、ショート負荷、オープ
ン負荷をそれぞれ接続し、得られた３つのインピーダン
スの値から信号源インピーダンスを算出する。

負荷インピーダンスを測定する場合には、出力側プリン
ト板１３の出力端にインピーダンス測定基準面４を接続
し同様の手順をふむことにより算出できる。

第３図（ｂ）は、第３図（ａ）のＡ−Ａ’線における断
面図を示しており、本発明のインピーダンスの測定方法
を用いた場合には測定ブロック１６が分離できなくても
信号源または負荷インピーダンスを測定できることを示
している。

本発明のインピーダンスの測定方法は、トランジスタの
評価ユニットの信号源または負荷インピーダンスの測定
に限定されるものではなく、インピーダンス測定基準面
を直接接続できないインピーダンス被測定物の測定に非
常に有効であることは、言うまでない。

発明の効果 以上述べてきた様に、本発明により次の効果がもたらさ
れる。

（１）被測定ユニットの一端にインピーダンス測定基準
面に接続した状態で、他端からみたインピーダンスの値
を得ることができる。

（２）従来、測定不可能であった入出力回路を分離でき
ないトランジスタの評価ユニットのトランジスタ側から
みた信号源または負荷インピーダンスを測定できる。

（３）信号源または負荷インピーダンスを測定する為に
新たにコネクターを接続する必要がないので誤差が小さ
く正確にインピーダンスを測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のインピーダンスの測定方法の原理を
示す構成図、第２図は本発明のインピーダンスの測定方
法のインピーダンスの算出方法を説明するシグナルフロ
ーグラフ、第３図（ａ）は本発明のインピーダンスの測
定方法の一実施例を示すトランジスタの評価ユニットの
平面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）に示した平面図の
Ａ−Ａ’線における断面図、第４図（ａ）は従来のイン
ピーダンスの測定方法で用いる評価ユニットの平面図、
第４図（ｂ）は第４図（ａ）に示した平面図のＢ−Ｂ’
線における断面図、第５図は従来のインピーダンスの測
定方法を示す断面図である。 １−ｍ−インピーダンス測定装置、２−ｍ−同軸ケーブ
ル、３−ｍ−測定用コネクター、４−ｍ−インピーダン
ス測定基準面、５−ｍ−被測定ユニット、６−−−入力
端子、７−−−出力端子、８−ｍ−５０オーム負荷、９
−−−ショート負荷、１０−ｍ−オープン負荷、１２−
ｍ−入力端プリント板、１３−ｍ−出力側プリント板、
１４−ｍ−マイクロストリップ線路、１６−−−測定ブ
ロツク、２１−ｍ−基準負荷。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 イ〉ピーダンスう！１い９１専茄 第　２　図 複側鼠ユニ・・ノド 第３図 （α） ７６先１１更ブロツク 第４図 （久） （ｂ”１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インピーダンス測定系を誤差補正しインピーダンス測定
   基準面を設定した後に、二端子を有する被測定ユニット
   の一端を前記インピーダンス測定基準面に接続すると共
   に、前記被測定ユニットの他端に５０オーム負荷、ショ
   ート負荷、オープン負荷を順次接続しインピーダンス測
   定基準面からみた被測定ユニットのインピーダンスをそ
   れぞれ測定し、インピーダンス測定基準面に接続されて
   いない前記被測定ユニットの他端から被測定ユニットを
   みたインピーダンスを、前記被測定ユニットの他端に５
   ０オーム負荷、ショート負荷、オープン負荷を順次接続
   して得られたインピーダンス測定基準面からみた被測定
   ユニットのインピーダンスを用いて算出することを特徴
   とするインピーダンスの測定方法。