[发明专利]GaN功率放大器芯片自动化在片测试系统

说明书

本发明公开了GaN功率放大器芯片自动化在片测试系统，包括微波信号源、驱动放大器、耦合器、在片测试模块、功率检测单元、功率环路自动化控制模块和功放自动化测试模块；依次按微波信号源、驱动放大器、耦合器、功率检测单元的顺序进行信号线连接，微波信号源、功率检测单元与功率环路自动化控制模块电性连接，并受其控制；耦合器与在片测试模块通过信号线连接，在片测试模块、功率环路自动化控制模块和功放自动化测试模块通过信号线连接，并受其控制；本发明提供GaN功率放大器芯片自动化在片测试系统，可以精确保证每颗芯片的输入功率要求，有效提高和保证测试精度。

技术领域

本发明涉及集成电路芯片电性能测试领域，更具体的说，它涉及GaN功率放大器芯片自动化在片测试系统。

背景技术

功率放大器芯片是通信及雷达系统中的关键部件。GaN功率放大器芯片具有高功率、高效率等特点，已广泛应用于军用和民用领域。GaN功率放大器芯片在大信号下的关键技术指标有增益、饱和输出功率、压缩点等。在大信号条件下，GaN功率放大器的输入功率要求较高，常规的测试设备往往无法满足激励要求。因此，在测试时需要使用外部驱动放大器来推动信号源的输出信号，使其满足GaN功率放大器的测试要求。然而由于驱动放大器自身的增益不平坦和温度变化对其增益影响等因素，无法准确保证GaN功率放大器的激励功率，将影响测试精度，并且无法保证大批量测试GaN功率放大器芯片时的一致性和重复性。常规GaN功率放大器在大信号条件下往往使用手动测试系统。手动测试系统只能简单的检测输入信号的功率大小，手动调节信号源输出功率，补偿功率偏差。手动测试系统存在效率极低、成本大、精度低、重复性差等缺点，无法实现大批量电性能测试。随着GaN功率放大器芯片的量产，GaN功率放大器芯片在大信号条件下必须采用自动化测试系统。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供GaN功率放大器芯片自动化在片测试系统，该系统可以精确保证每颗芯片的输入功率要求，有效提高和保证测试精度，并且实现了GaN功率放大器芯片在大信号条件下的在片自动化测试，实现了高效率、高一致性、高重复性和低成本，满足量产化要求。

本发明的技术方案如下：

GaN功率放大器芯片自动化在片测试系统，包括微波信号源、驱动放大器、耦合器、在片测试模块、功率检测单元、功率环路自动化控制模块和功放自动化测试模块；依次按微波信号源、驱动放大器、耦合器、功率检测单元的顺序进行信号线连接，微波信号源、功率检测单元与功率环路自动化控制模块电性连接，并受其控制；耦合器与在片测试模块通过信号线连接，在片测试模块、功率环路自动化控制模块和功放自动化测试模块通过信号线连接，并受其控制。

进一步的，微波信号源为在片测试系统提供高质量的激励信号；

驱动放大器为放大微波信号源输出的小信号功率，且放大后的信号功率满足GaN功率放大器芯片满足测试所需的大信号功率激励要求；

耦合器为耦合一部分驱动放大器的输出信号，该输出信号用于功率监测；

功率检测单元包括射频微波功率探头和功率计，射频微波功率探头完成激励信号功率测量；功率计从射频微波功率探头读取数据并分析数据；

功率环路自动化控制模块，实现读取功率检测单元测量得到的驱动放大器输出信号功率值，将其与校准数据进行比对，并根据偏差调整微波信号源输出功率，精确控制GaN功率放大器的输入激励信号功率；

在片测试模块包括探针台、微波探针、衰减器、功率计、频谱仪；功率计配合探针台、微波探针、衰减器完成GaN功率放大器输出信号的功率和增益测试；频谱仪配合探针台、微波探针、衰减器完成GaN功率放大器输出信号的杂散测试；

自动化控制模块，控制测试设备、自动读取在片测试模块的测试结果，整理测试数据，输出测试报告；控制功率环路自动化控制模块，精确保证GaN功率放大器激励信号功率。