專利名稱：雙極型晶體管結(jié)電容測試電路及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙極型晶體管結(jié)電容測試電路。本發(fā)明還涉及基于上 述電路的雙極型晶體管結(jié)電容測試方法。
背景技術(shù)：
雙極型晶體管是現(xiàn)代半導(dǎo)體集成電路中所采用的重要器件之一，特別 是在射頻集成電路的應(yīng)用中。但該器件結(jié)電容的測定，有較大的難度。其 主要原因在于單體的雙極型晶體管版圖尺寸一般偏小，其相應(yīng)的結(jié)電容
往往在10e-15法拉數(shù)量級，因此，采用普通電容計測試所得的數(shù)值誤差
較大。為解決這一問題，人們往往會用并聯(lián)器件的方法來人為地增加電容 數(shù)值，但這種方法會增加測試芯片的面積，同時又會人為地引入連線的寄
生效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙極型晶體管結(jié)電容測試電
路，它可以針對10e-15法拉級的微小結(jié)電容，有效提高測試精度和數(shù)據(jù) 的可靠性。為此，本發(fā)明還要提供基于上述電路的雙極型晶體管結(jié)電容測 試方法。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種雙極型晶體管結(jié)電容測 試電路，將雙極型晶體管的發(fā)射極直接接地，將雙極型晶體管的基極接為 2端口網(wǎng)絡(luò)的端口 1，將雙極型晶體管的集電極接為2端口網(wǎng)絡(luò)的端口 2。本發(fā)明還提供了一種基于上述電路的雙極型晶體管結(jié)電容測試方 法，包括如下步驟-
(1) 在雙極型晶體管的基極端加一個從負(fù)壓到+O. 7伏的掃描電壓；
(2) 在雙極型晶體管的集電極端加一個OV的電壓；
(3) 選定10GHz為測試頻率，測2端口網(wǎng)絡(luò)的兩個端口之間的Y參 數(shù)，Y參數(shù)包括端口 2短路時端口 1所對應(yīng)的輸入導(dǎo)納Yll、端口 1短 路時端口 2到端口 1所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y12和端口 2短路時端口 1到端口 2所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y21;
(4) 計算雙極型晶體管結(jié)電容。 本發(fā)明還提供了另一種雙極型晶體管結(jié)電容測試方法，包括如下步
驟
(1) 在雙極型晶體管的基極端加一個O伏的電壓；
(2) 在雙極型晶體管的集電極端加一個O伏的電壓；
(3) 掃描一組lGHz 20GHz的頻率，測2端口網(wǎng)絡(luò)的兩個端口之間 的Y參數(shù)，Y參數(shù)包括端口2短路時端口 l所對應(yīng)的輸入導(dǎo)納Yll、端 口 1短路時端口 2到端口 1所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y12和端口 2短路時端口 1 到端口 2所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y21;
(4) 計算各頻率下的雙極型晶體管結(jié)電容，得出零偏壓情況下的雙 極型晶體管結(jié)電容與頻率變化的關(guān)系。
因為本發(fā)明采用簡單的電路結(jié)構(gòu)和高頻參數(shù)的計算方法相結(jié)合，可 以針對10e-15法拉級的微小結(jié)電容，有效提高測試精度和數(shù)據(jù)的可靠 性。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是兩端口網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的雙極型晶體管結(jié)電容測試電路，是將雙極型晶體管的發(fā)射 極直接接地，將雙極型晶體管的基極接為2端口網(wǎng)絡(luò)的端口 1，將雙極型
晶體管的集電極接為2端口網(wǎng)絡(luò)的端口 2。
根據(jù)上述電路，本發(fā)明的一種雙極型晶體管結(jié)電容測試方法，包括
如下步驟
(1) 在雙極型晶體管的基極端加一個從負(fù)壓到+O. 7伏的掃描電壓。
(2) 在雙極型晶體管的集電極端加一個0V的電壓；
(3) 確定測試頻率為10GHz，測2端口網(wǎng)絡(luò)的兩個端口之間的Y參 數(shù)，Y參數(shù)包括Yll、 Y12和Y21。其中Yll代表端口 2短路時，端口 1 所對應(yīng)的輸入導(dǎo)納；Y12代表端口 1短路時，端口 2到端口 1所對應(yīng)的轉(zhuǎn) 移導(dǎo)納；Y21代表端口 2短路時，端口 1到端口 2所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納。
選取測試頻率為10GHz，主要考慮測試精度與數(shù)據(jù)穩(wěn)定度的平衡。
(4) 計算雙極型晶體管結(jié)電容。
如圖l所示為一個典型的2端口網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)高頻網(wǎng)絡(luò)理論，其中，A， B， C支路的導(dǎo)納值均可由2端口網(wǎng)絡(luò)的Y參數(shù)推導(dǎo)而得。因此將雙極型 晶體管發(fā)射結(jié)電容定義為Cje，而雙極型晶體管集電結(jié)電容定義為Cjc，那 么，Cje是支路A的導(dǎo)納虛部，Cjc是支路B的導(dǎo)納虛部，則有2ji * freq * Cje = Imag (Y11+Y12) (1) 2ji * freq * Cjc = -Imag ((Y21+Y12) / 2) (2) 以上2個公式中，freq為高頻測試的頻率，Imag〇為一個復(fù)數(shù)的
虛部，Yll， Y12， Y21分別為步驟(3)所得的高頻測試所得到的Y參數(shù)。 根據(jù)公式(1)和(2)可以計算出雙極型晶體管發(fā)射結(jié)電容Cje和
雙極型晶體管集電結(jié)電容Cjc。
本發(fā)明還提供了另一種雙極型晶體管結(jié)電容測試方法，包括如下步
驟
(1) 在雙極型晶體管的基極端加一個O伏的電壓；
(2) 在雙極型晶體管的集電極端加一個O伏的電壓；
(3) 掃描一組lGHz 20GHz的頻率，測2端口網(wǎng)絡(luò)的兩個端口之間 的Y參數(shù)，所述Y參數(shù)包括端口 2短路時端口 l所對應(yīng)的輸入導(dǎo)納Yll、 端口 1短路時端口 2到端口 1所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y12和端口 2短路時端口 1到端口 2所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y21。
(4) 計算各頻率下的雙極型晶體管結(jié)電容，得出零偏壓情況下的雙 極型晶體管結(jié)電容與頻率變化的關(guān)系。
本方法中，計算各頻率下的雙極型晶體管結(jié)電容的具體方法同前述 第一種方法，將雙極型晶體管發(fā)射結(jié)電容定義為Cje，雙極型晶體管集電 結(jié)電容定義為Cjc，那么根據(jù)圖1所示的2端口網(wǎng)絡(luò)，Cje是支路A的導(dǎo) 納虛部，Cjc是支路B的導(dǎo)納虛部，則計算公式為2ji * freq * Cje = Imag (Y11+Y12) (1) 2:t * freq * Cjc = —Imag ((Y21+Y12) /2) (2) 其中，freq為高頻測試的頻率，Imag ()為一個復(fù)數(shù)的虛部，Yll， Y12， Y21分別為步驟(3)所得的高頻測試所得到的Y參數(shù)。
根據(jù)公式(1)和(2)即可以計算出各頻率下的雙極型晶體管發(fā)射 結(jié)電容Cje和雙極型晶體管集電結(jié)電容Cjc。并且可以明顯的看出零偏壓 情況下的雙極型晶體管結(jié)電容與頻率變化的關(guān)系，由此IO GHz零偏壓情 況下時的數(shù)據(jù)可方便地從lGHz 20GHz零偏壓情況下的雙極型晶體管結(jié) 電容與頻率變化的關(guān)系中得到。然后，可進(jìn)行方法l和方法2相對應(yīng)的 數(shù)據(jù)比較。
本發(fā)明的兩種雙極型晶體管結(jié)電容測試方法得到的結(jié)電容值可以相 互驗證，有效提高了對雙極型晶體管結(jié)電容測試的精度和準(zhǔn)確度。
權(quán)利要求
1、一種雙極型晶體管結(jié)電容測試電路；其特征在于，將雙極型晶體管的發(fā)射極直接接地，將雙極型晶體管的基極接為2端口網(wǎng)絡(luò)的端口1，將雙極型晶體管的集電極接為2端口網(wǎng)絡(luò)的端口2。
2、 一種雙極型晶體管結(jié)電容測試方法；其特征在于，包括如下步驟(1) 在雙極型晶體管的基極端加一個從負(fù)壓到+O. 7伏的掃描電壓；(2) 在雙極型晶體管的集電極端加一個0V的電壓；(3) 選定10GHz為測試頻率，測2端口網(wǎng)絡(luò)的兩個端口之間的Y參 數(shù)，所述Y參數(shù)包括端口 2短路時端口 l所對應(yīng)的輸入導(dǎo)納Yll、端口 1短路時端口 2到端口 1所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y12和端口 2短路時端口 1到 端口 2所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y21;(4) 根據(jù)步驟(3)所得的Y參數(shù)計算雙極型晶體管結(jié)電容。
3、 如權(quán)利要求2所述的雙極型晶體管結(jié)電容測試方法；其特征在 于，步驟(4)所述的雙極型晶體管結(jié)電容包括雙極型晶體管發(fā)射極結(jié)電 容和雙極型晶體管集電極結(jié)電容，其計算按以下公式2ji * freq * Cje = Imag (Yll+Y12);2ji * freq * Cjc = -Imag ((Y21+Y12) /2);其中，freq為所述的測試頻率，Cje為所述的雙極型晶體管發(fā)射極 結(jié)電容，Cjc為雙極型晶體管集電極結(jié)電容，Imag ()函數(shù)為取一個復(fù)數(shù) 虛部的函數(shù)。
4、 一種雙極型晶體管結(jié)電容測試方法；其特征在于，包括如下步驟(1)在雙極型晶體管的基極端加一個O伏的電壓；(2) 在雙極型晶體管的集電極端加一個O伏的電壓；(3) 掃描一組lGHz 20GHz的頻率，測不同頻率下2端口網(wǎng)絡(luò)的兩 個端口之間的Y參數(shù)，所述Y參數(shù)包括端口 2短路時端口 l所對應(yīng)的輸 入導(dǎo)納Yll、端口 1短路時端口 2到端口 1所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y12和端口 2短路時端口 1到端口 2所對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Y21;(4) 根據(jù)步驟(3)所得的Y參數(shù)計算各頻率下的雙極型晶體管結(jié)電 容，得出零偏壓情況下的雙極型晶體管結(jié)電容與頻率變化的關(guān)系。
5、如權(quán)利要求4所述的雙極型晶體管結(jié)電容測試方法；其特征在 于，步驟(4)所述的雙極型晶體管結(jié)電容包括雙極型晶體管發(fā)射極結(jié)電 容和雙極型晶體管集電極結(jié)電容，其計算按以下公式2j: * freq * Cje = Imag (Yll+Y12);2jt * freq * Cjc = —Imag ((Y21+Y12) /2);其中，freq為所述的測試頻率，Cje為所述的雙極型晶體管發(fā)射極 結(jié)電容，Cjc為雙極型晶體管集電極結(jié)電容，Imag〇函數(shù)為取一個復(fù)數(shù) 虛部的函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙極型晶體管結(jié)電容測試電路，將雙極型晶體管的發(fā)射極直接接地，將雙極型晶體管的基極接為2端口網(wǎng)絡(luò)的端口1，將雙極型晶體管的集電極接為2端口網(wǎng)絡(luò)的端口2。本發(fā)明還公開了基于上述電路的兩種雙極型晶體管結(jié)電容測試方法。因為本發(fā)明采用簡單的電路結(jié)構(gòu)和高頻參數(shù)的計算方法相結(jié)合，可以針對10e-15法拉級的微小結(jié)電容，有效提高測試精度和數(shù)據(jù)的可靠性。
文檔編號G01R27/26GK101446606SQ200710094289
公開日2009年6月3日 申請日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月27日
發(fā)明者周天舒 申請人:上海華虹Nec電子有限公司