۳۴-اندازه‌گیری‌های پالسی روی ترانزیستور فرکانس رادیویی با استفاده از SIMULIA IVCAD Suite 4.0 و Pulsed Measurements on Radio Frequency Transistor using SIMULIA IVCAD Suite 4.0
۳۴-Pulsed Measurements on Radio Frequency Transistor using SIMULIA IVCAD Suite 4.0
چکیده
اندازه‌گیری‌های پالسی (IV) نقش مهمی در درک برهمکنش جریان‌ها و ولتاژهای ورودی و خروجی در یک ترانزیستور ایفا می‌کنند. برای ترانزیستورهای اثر میدانی GaN (FETs)، این شامل اندازه‌گیری جریان خروجی به عنوان تابعی از ولتاژهای ورودی متغیر در شرایط شبه ایزوترمال است.
به دلیل ظرفیت بالای تحویل توان، دستگاه‌های GaN مستعد اثرات خودگرمایی و تله‌گذاری هستند، که پالس‌دهی دقیق ولتاژ را بسیار مهم می‌کند.
با پالس‌دهی ولتاژ بین مقادیر خاموشی و گرم شدن و تنظیم پهنای پالس، میانگین توان تحویلی به قطعه کاهش می‌یابد و خودگرمایی را به حداقل می‌رساند. این تکنیک عملکرد تقریباً ایزوترمال را تضمین می‌کند و آزمایش دقیق‌تر و کارآمدتری را امکان‌پذیر می‌سازد.
مجموعه IVCAD همچنین امکان تشخیص و تجسم پدیده‌های تله‌گذاری، مانند تأخیر گیت و درین، در ترانزیستورهای GaN را فراهم می‌کند. مشاهده تکامل اثرات تله‌گذاری با سطوح بایاس خاموشی مختلف آسان است.
علاوه بر کنترل سیستم AMCAD SAS Pulse IV، از اندازه‌گیری‌های جامع RF و بازرسی ویفر از طریق ادغام یکپارچه با ایستگاه‌های پروب مختلف و ابزارهای تست RF پشتیبانی می‌کند.
این گفتگوی فنی، مجموعه‌ای از ۴ جلسه را با تمرکز بر اندازه‌گیری و مدل‌سازی ترانزیستور آغاز می‌کند تا ویژگی‌های SIMULIA IVCAD Suite 4.0 را به نمایش بگذارد.
نکات برجسته:
چرا ترانزیستورها باید در شرایط پالسی آزمایش شوند؟
یاد بگیرید که چگونه ولتاژ DC ترانزیستور و پاسخ جریان را در شرایط پالسی با IVCAD 4.0 اندازه‌گیری کنید.
اندازه‌گیری‌های پارامتر S پالسی همگام‌سازی شده را مدیریت کنید و به راحتی داده‌های اندازه‌گیری را کاوش/تجزیه و تحلیل کنید.
Pulsed (IV) measurements play a crucial role in understanding the interaction of input and output currents and voltages in a transistor. For GaN field-effect transistors (FETs), this involves measuring the output current as a function of varying input voltages in quasi-isothermal conditions.
Due to their high-power delivery capacity, GaN devices are prone to self-heating and trapping effects, making accurate voltage pulsing crucial.
By pulsing voltages between the quiescent and warm-up values and adjusting the pulse widths, the average power delivered to the component is reduced, minimizing self-heating. This technique ensures near-isothermal performance, enabling more accurate and efficient testing.
IVCAD Suite also allows for the detection and visualization of trapping phenomena, such as gate and drain delay, in GaN transistors. It is easy to observe the evolution of trapping effects with different quiescent bias levels.
In addition to control over the AMCAD SAS Pulse IV system, it supports comprehensive RF measurements and wafer inspection through seamless integration with various probe stations and RF test instruments.
This Tech Talk will kick off a series of 4 sessions focused on transistor measurement and modeling to showcase the features of SIMULIA IVCAD Suite 4.0.
- Why Transistors should be tested in Pulsed Conditions
- Learn how to measure transistor DC voltage and current response under pulsed conditions with IVCAD 4.0
- Manage synchronized pulsed S-parameter measurements and easily explore/analyze measurement data.
اندازه‌گیری‌های پالسی ترانزیستورهای فرکانس رادیویی با SIMULIA IVCAD Suite 4.0: رویکردی جامع برای توصیف دقیق قطعات RF
در دنیای پرشتاب طراحی و توسعه قطعات فرکانس رادیویی (RF)، به ویژه ترانزیستورها، اندازه‌گیری دقیق مشخصات الکتریکی آن‌ها در شرایط عملیاتی واقعی از اهمیت بالایی برخوردار است. اندازه‌گیری‌های پالسی، به دلیل توانایی در جداسازی اثرات خودگرمایش و تله‌ها، به روشی استاندارد برای توصیف دقیق ترانزیستورهای RF تبدیل شده‌اند. SIMULIA IVCAD Suite 4.0 به عنوان یک راه‌حل نرم‌افزاری جامع، ابزارهای پیشرفته‌ای را برای انجام این اندازه‌گیری‌ها، از پیکربندی اولیه تا تجزیه و تحلیل پیشرفته و گزارش‌دهی پویا، ارائه می‌دهد.
معرفی SIMULIA IVCAD Suite 4.0: فراتر از اندازه‌گیری صرف
SIMULIA IVCAD Suite 4.0 یک پلتفرم قدرتمند است که مهندسان را قادر می‌سازد تا اندازه‌گیری‌های IV (جریان-ولتاژ) و S-پارامتر را به صورت پالسی و با دقت بالا انجام دهند. این نرم‌افزار با تمرکز بر ایجاد یک گردش کار یکپارچه، امکان تنظیمات پیچیده، کالیبراسیون دقیق، بصری‌سازی بلادرنگ و پس‌پردازش جامع داده‌ها را فراهم می‌آورد۱.
گردش کار جامع اندازه‌گیری پالسی در IVCAD
فرآیند اندازه‌گیری پالسی در IVCAD Suite 4.0 از مراحل متعددی تشکیل شده است که هر یک به دقت و جزئیات خاصی نیاز دارند:
۱. تنظیمات اولیه و اتصال ابزارها
برای شروع، کاربر باید یک “مجموعه تنظیمات ایجاد کاربر” را ایجاد کند که شامل انتخاب ابزارهای متصل به کامپیوتر است۲. در این مرحله، نوع اندازه‌گیری (مانند اندازه‌گیری پارامتر S پالسی) انتخاب می‌شود۳. اطمینان از همگام‌سازی دقیق بین دستگاه‌های مختلف حیاتی است؛ بنابراین، یک “تریگر مستر” (Master Trigger) مانند VNA برای هماهنگ کردن تمامی ابزارها، به ویژه سیستم PIV (پالسی IV)، استفاده می‌شود که در حالت تریگر خارجی به عنوان برده عمل می‌کند۴۴۴۴. نرم‌افزار به صورت خودکار ابزارهای متصل را شناسایی کرده و ارتباط آن‌ها را آزمایش می‌کند تا از اتصال صحیح اطمینان حاصل شود۵. همچنین، پورت‌های ورودی و خروجی برای داده‌های S-پارامتر، مانند CH1 و CH2 مربوط به VNA، مشخص می‌شوند۶.
۲. ابزارهای سخت‌افزاری ATK: راه‌حل‌های اختصاصی
ATK طیف وسیعی از سیستم‌های اختصاصی برای اندازه‌گیری‌های پالسی ارائه می‌دهد که به خوبی با نرم‌افزار IVCAD یکپارچه می‌شوند۷۷۷۷:
- سری AM3100: این مدل شامل یک واحد کنترل و پروب‌های دروازه (AM311) و تخلیه (AM3121) است. قابلیت تأمین ۱۲۰ ولت و ۳۰ آمپر و تولید پالس‌هایی تا ۱.۱ میکروثانیه را دارد۸. این سری برای توصیف تقویت‌کننده‌ها بدون اثرات خودگرمایش مناسب است و دقت بالایی دارد۹.
- سری AM3200: مدل رده بالا شامل یک واحد کنترل و پروب‌های دروازه (AM311) و تخلیه (AM3221) است. پروب‌های خارجی آن امکان قرارگیری نزدیک به دستگاه تحت آزمایش (DUT) را برای دقت بهتر فراهم می‌کنند۱۰۱۰۱۰۱۰. این سری می‌تواند ۲۵۰ ولت و ۳۰ آمپر تأمین کند و پالس‌های بسیار باریک تا ۲۰۰ نانوثانیه تولید کند۱۱. قابلیت ردیابی و کنترل سطح جریان تخلیه را نیز دارا است۱۲.
- AM324: جدیدترین محصول و یک پروب ولتاژ بالا است که به واحد کنترل AM3200 متصل می‌شود. این پروب می‌تواند ولتاژهایی تا ۱۵۰۰ ولت و جریان ۱۵۰ آمپر را تأمین کند و پالس‌هایی تا ۹ میکروثانیه تولید کند۱۳. AM324 برای توصیف ترانزیستورهای ولتاژ بالا در کاربردهای سوئیچینگ یا مبدل‌های DC به DC ایده‌آل است۱۴.
این مدل‌ها به طور خاص برای توصیف ترانزیستورها، بررسی تله‌ها و اثرات حرارتی و استخراج مدل‌های فشرده (compact models) مناسب هستند۱۵۱۵۱۵۱۵.
۳. کالیبراسیون دقیق
قبل از شروع اندازه‌گیری، کالیبراسیون ابزارها ضروری است۱۶. IVCAD ابزارهای کالیبراسیون متنوعی را ارائه می‌دهد که به کاربر اجازه می‌دهد نوع کالیبراسیون مورد نظر را انتخاب کند۱۷. این فرآیند شامل انتخاب لیست فرکانس (به عنوان مثال ۵۰۰ مگاهرتز تا ۲۶ گیگاهرتز با گام ۱۰۰ مگاهرتز) و تنظیم توان ورودی و خروجی است۱۸۱۸۱۸۱۸. پس از اتمام کالیبراسیون، یک گزارش اعتبارسنجی قابل مشاهده است که می‌تواند به گزارش نهایی اضافه شود۱۹. تنظیمات کالیبراسیون به صورت خودکار ذخیره می‌شوند تا در آینده قابل بازیابی باشند۲۰.
۴. پیکربندی اندازه‌گیری‌ها
پس از کالیبراسیون، اندازه‌گیری‌ها آغاز می‌شوند۲۱. کاربر باید یک فایل اندازه‌گیری برای ثبت داده‌ها، شامل متاداده‌های مربوط به پیکربندی، دستگاه، اپراتور و آزمایشگاه، تعریف کند۲۲. نوع داده‌های ثبت شده می‌تواند شامل پارامترهای حوزه زمان، مشخصات IV و S-پارامتر باشد۲۳.
۵. تعیین مشخصات IV و RF
- مشخصات IV: تنظیمات جاروب (sweep) برای ولتاژ/جریان خروجی در برابر ورودی، با قابلیت پیش‌نمایش گرافیکی۲۴.
- تحلیل RF (S-پارامتر): انتخاب توان ورودی و خروجی برای تحلیل S-پارامتر۲۵.
۶. شرایط توقف برای حفاظت از DUT و ابزارها
IVCAD ابزارهایی برای تنظیم شرایط توقف ارائه می‌دهد تا از دستگاه تحت آزمایش (DUT) و ابزارهای متصل محافظت شود۲۶۲۶۲۶. به عنوان مثال، می‌توان یک شرط توقف بر اساس حداکثر جریان ورودی یا توان متوسط تعریف کرد۲۷۲۷۲۷۲۷. این قابلیت به مهندس اجازه می‌دهد تا بدون نگرانی از آسیب دیدن قطعات، آزمایش‌ها را انجام دهد۲۸.
تجزیه و تحلیل و بصری‌سازی بلادرنگ (Live Visualization)
در حین انجام اندازه‌گیری، IVCAD ابزارهای قدرتمندی برای بصری‌سازی بلادرنگ نتایج ارائه می‌دهد۲۹. کاربر می‌تواند نمودارهایی مانند مشخصه IV (جریان خروجی در برابر ولتاژ خروجی)، کرونوگرام مربوط به پیکربندی ابزارها، و داده‌های S-پارامتر و حوزه زمان را مشاهده کند۳۰. امکان ذخیره پروفایل‌های بصری‌سازی و بازیابی آن‌ها در آینده برای حفظ ثبات در گزارش‌دهی نیز وجود دارد۳۱.
پس‌پردازش و تحلیل داده‌ها
پس از اتمام اندازه‌گیری، داده‌ها برای پس‌پردازش و تحلیل بارگذاری می‌شوند۳۲.
- IV Viewer و ابزارهای تحلیل S-پارامتر و حوزه زمان: امکان مشاهده دقیق و بزرگنمایی نتایج، مشابه بصری‌سازی بلادرنگ، اما با قابلیت‌های تحلیلی بیشتر۳۳.
- ابزار Data Deployment: قابلیت صادرات داده‌ها به فرمت‌هایی مانند GMD، برای سازگاری با انواع نرم‌افزارهای شبیه‌سازی۳۴.
- IV Toolbox: مجموعه‌ای از ابزارها برای دستکاری و بهبود داده‌ها، مانند کاهش نویز، درون‌یابی یا برون‌یابی منحنی‌ها برای نقاط سوگیری (bias points) بیشتر۳۵.
- محاسبه GM و GD: IVCAD ابزارهایی برای محاسبه مستقیم پارامترهای مهم ترانزیستور مانند هدایت انتقالی (GM) و هدایت خروجی (GD) را فراهم می‌کند۳۶.
- ابزارهای مشاهده و تحلیل داده: دسترسی به نماهای متنوع برای تحلیل عمیق داده‌ها، شامل فیلترها و ابزارهای دیگر برای انتخاب و برجسته‌سازی زیرمجموعه‌های مختلف داده۳۷۳۷۳۷۳۷.
- ابزار Whiteboard: برای گزارش‌دهی پویا و تعاملی، IVCAD ابزار Whiteboard را ارائه می‌دهد. این ابزار به کاربر اجازه می‌دهد تا گزارش‌های قابل اشتراک‌گذاری با رابط کاربری غنی ایجاد کند۳۸. می‌توان الگوهای خاصی را برای وارد کردن شبکه‌های IV در شرایط سوگیری متفاوت آماده کرد و نتایج مختلف را فیلتر و مشاهده نمود۳۹.
مزایای استفاده از SIMULIA IVCAD Suite 4.0
استفاده از IVCAD Suite 4.0 مزایای قابل توجهی را برای مهندسان RF به ارمغان می‌آورد:
- دقت بالا: توانایی انجام اندازه‌گیری‌های پالسی دقیق برای توصیف صحیح ترانزیستورها.
- کارایی بالا: گردش کار خودکار و ابزارهای تحلیلی قدرتمند به سرعت بخشیدن به فرآیند توسعه کمک می‌کنند.
- حفاظت از دستگاه: قابلیت تنظیم شرایط توقف، ایمنی DUT و ابزارهای آزمایش را تضمین می‌کند.
- یکپارچگی: هماهنگی کامل بین سخت‌افزارهای اندازه‌گیری و نرم‌افزار تحلیل.
- گزارش‌دهی پیشرفته: ابزار Whiteboard امکان ایجاد گزارش‌های جامع و تعاملی را فراهم می‌آورد.
نتیجه‌گیری
SIMULIA IVCAD Suite 4.0 یک راهکار جامع و ضروری برای توصیف دقیق ترانزیستورهای فرکانس رادیویی از طریق اندازه‌گیری‌های پالسی است. با پوشش تمامی مراحل از تنظیمات اولیه و کالیبراسیون گرفته تا بصری‌سازی بلادرنگ و پس‌پردازش پیشرفته، این نرم‌افزار به مهندسان RF کمک می‌کند تا با کارایی و اطمینان بیشتری، عملکرد قطعات را ارزیابی و مدل‌سازی کنند. این قابلیت‌ها در نهایت منجر به طراحی محصولات RF با کیفیت بالاتر و کاهش زمان عرضه به بازار می‌شوند، که برای پیشرفت در صنعت الکترونیک امروزی حیاتی است.
متا دیسکریپشن: کشف کنید چگونه SIMULIA IVCAD Suite 4.0 اندازه‌گیری‌های پالسی ترانزیستورهای RF را متحول می‌کند. از کالیبراسیون دقیق تا تحلیل پیشرفته برای توصیف کامل قطعات و تسریع توسعه.
کلمات کلیدی برای سئو: SIMULIA IVCAD Suite، اندازه‌گیری پالسی، ترانزیستور RF، توصیف قطعات RF، S-پارامتر، مشخصات IV، کالیبراسیون، تحلیل بلادرنگ، پس‌پردازش داده، ATK، VNA، تریگر مستر، خودگرمایش، تله‌ها، IV Toolbox، Whiteboard، گزارش‌دهی پویا.
برای مشاهده لینک باید از VPN استفاده نمایید
