Диоды полупроводниковые сверхвысокочастотные переключательные и ограничительные. Методы измерения сопротивлений потерь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЕ И

ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЕ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПОТЕРЬ

ГОСТ 19656.10—88

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москв
а

УДК 621.382.2.029.6:006.354 Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДИОДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЕ

И ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЕ

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:
1) сопротивления потерь при низком уровне СВЧ мощности (гниз ) ограничительных СВЧ диодов;
2) 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.
1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ г „из
1.1. Принцип, условия и режим измерения
1.1.1. 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.
Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1988
1.1.2. Значения частоты измерения, уровня СВЧ мощности, при которых проводят измерения, следует приводить в ТУ на диоды

проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 1.
1.2.2. Элементы, входящие в струк­турную схему, должны соответствовать следующим требованиям:
1) вентиль ферритовый Е1, гене­ратор СВЧ мощности G1, линия изме­рительная Е2, частотомер Е5, изме­ритель мощности Еб — по ГОСТ 19656.0—74;
2) измерительный усилитель Е4 должен иметь чувствительность в пределах 1—10 мкВ1;
3) 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
Эквивалент 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.
1.3. П о д г о т о в к а к проведению измерений
1.3.1. Режим измерения устанавливают заданным по частоте и
мощности.
1.3.2. Эквивалент XX вставляют в диодную камеру.
1.3.3. Определяют положение минимума стоячей волны напря­жения (Zi) в миллиметрах, ближайшего к выходному концу изме­рительной линии.
1.3.4. 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
1.3.5.
К
стихх~ яЛ/і ’
где X — длина волны в измерительной линии, мм.
1.3.6. Положение плоскости отсчета /по в миллиметрах рас­считывают по формуле
1 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.
1.4. Проведение измерений
1.4.1. Измеряемый диод вставляют в диодную камеру.
1.4.2. Определяют положение минимума стоячей волны напря­жения в измерительной линии (Z2) в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета (/по )•
1.4.3. 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.
1.5. О б р а б о т к а результатов
1.5.1. 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/2 — значение, определяемое в соответствии с п. 1.4.3, мм;
(4)
где 1} — значение, определяемое в соответствии с п. 1.3.3, мм;
/по—значение, определяемое в соответствии с п. 1.3.6, мм;
(/поЧ),
где /2 — значение, определяемое в соответствии с п. 1.4.2, мм.
1.6. П о к а з а т е л и точности измерений
1.6.1. 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.
1.6.2. 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.
2. МЕТОД ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ С ПОДВИЖНЫМ ЗОНДОМ (гпр,
гобр ’ ^обр )
2.1. Принцип, условия и режим измерения
2.1.1. 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.
2.1.2. Значения частоты измерения, уровня СВЧ мощности и напряжения смещения, при которых проводят измерения, следует приводить в ТУ на диоды конкретных типов.
2.2. Аппаратура
2.2.1. 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
2.2.2. Генератор СВЧ мощности G1, вентили Е1, ЕЗ, линия измерительная Е4, частотомер Е8, измеритель мощности Е9 — по ГОСТ 19656.0—74.
2.2.3. Тройник ввода смещения Е2 должен обеспечивать пода­чу напряжения (или тока) смещения на проверяемый диод и удовлетворять следующим требованиям:
1) коэффициент стоячей волны по напряжению входа и выхо­да — не более 1,3;
2) развязка цепи постоянного тока и тракта СВЧ — не менее 20 дБ;
3) сопротивление цепи постоянного тока — не более 0,1 Ом;
4) собственное ослабление — не более 1 дБ.
2.2.4. Источник смещения Е6 должен обеспечивать задание и поддержание постоянного тока прямого смещения и постоянного напряжения обратного смещения с погрешностью в пределах ±5%.
2.2.5. Измерительный усилитель Е7 должен иметь чувствитель­ность в пределах 1—10 мкВ.
2.2.6. 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.
2.3. По д го то в к а к проведению измерений
2.3.1. Режим измерения устанавливают заданным по частоте и мощности.
2.3.2. Эквивалент КЗ вставляют в диодную камеру.
2.3.3. Определяют положение минимума стоячей волны напря­жений (плоскость отсчета) в миллиметрах, ближайшего к выход­ному концу измерительной ЛИНИИ /1.
2.3.4. 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.
2.3.5. Рассчитывают значение Кст и по формуле
КЗ
7<CTt/K3= “ШГ ’
где X — длина волны в измерительной линии, мм.
2.3.6. Эквивалент XX вставляют в диодную камеру.
2.3.7. Определяют положение минимума стоячей волны напря­жения 12 в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета.
2 Зак. 2432

2.3.8. 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.
2.3.9. Определяют значение Кст и по формуле
Ксті/хх= . (7)
XX ТйдЛ (.J
2.4. П р о в е д е н и е измерений
2.4.1. Измерение прямого сопротивления потерь
2.4.1.1. Проверяемый диод вставляют в диодную камеру и ус­танавливают заданное значение прямого тока смещения.
2.4.1.2. Определяют положение минимума стоячей волны на­пряжения в измерительной линии Із в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета.
2.4.1.3. 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.
2.4.2. Измерение обратного сопротивления потерь
2.4.2.1. На проверяемом диоде устанавливают заданное значе­ние обратного напряжения.
2.4.2.2. Определяют положение минимума стоячей волны на­пряжения в измерительной линии /4 в миллиметрах, ближайшего к плоскости отсчета.
2.4.2.3. 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.
2.5. О б р а б о т к а результатов
2.5.1. Значение прямого сопротивления потерь (гпр) в омах рас­считывают по формуле где Zo — волновое сопротивление линии, Ом;

Д/3—