Главная Промышленная автоматика.


Рис. 12 5. Фотография стенда для испытания мощных ПТШ на постоянном токе

широкой полосе частот, и это самовозбуждение может приводить к их разрушению, поэтому условия испытаний могут быть неконтролируемо нарушены, и, следовательно, необходимо принимать меры для его устранения. Невозможно выдать общие эффективные рекомендации, направленные на полное устранение этого самовозбуждения. Среди известных способов с успехом применяются навешивание ферритовых колец на токоведущие провода (его нельзя, однако, использовать при испытаниях в камерах тепла), создание ЛС-цепей непосредственно на контактных площадках затвора и стока в присоединительных устройствах, а также встраивание высокочастотных поглотителей в присоединительное устройство. На рис. 12.5 представлено присоединительное устройство для испытаний на надежность мощных ПТШ на GaAs в условиях смещения по постоянному току в диапазоне температур до 300°С. Одна из /?С-цепей видна на рис. 12.5 (со стороны стока), также виден поглощающий материал Несколько таких присоединительных устройств смонтированы на единой медной плите (для обеспечения одинаковых условий), снабженной единым нагревателем и термопарой для контроля температуры. Если бы блок не был снабжен нагревателем, его пришлось бы поместить в камеру тепла с нагретым воздухом. Значительное количество тепла поступает в плиту за счет мощности рассеяния самих ПТШ Если ПТШ выгорают или несколько изменяют свои параметры, то выделение тепла в плиту соответствующим образом изменяется Благодаря наличию на плите нагревателя можно скомпенсировать происшедшие изменения в тепловыделении ПТШ. В случае помещения блока в камеру тепла такую компенсацию нельзя произвести, не меняя местоположения блока в камере. При большом числе вышедших из строя ПТШ в камере тепла такую компенсацию произвести невозможно.

Структурная схема установки для испытаний в режиме высокочастотного сигнала приведена на рис. 12.6. Фотография общего вида установки представлена на рис. 12.7 Усилители выполнены на платах с микрополосковыми линиями и смонтированы на индивидуальных держателях с нагревательными элементами, температура которых также контролируется с помощью термопар. Входная и выходная мощности высокочастотного сигнала и режим смещения по постоянному току могут быть в любое время проконтролированы (однако не в автоматическом режиме в показанной на рисунке системе) . Транзисторы вмонтированы в соответствующие усилители методом пайки и индивидуально настроены при комнатной температуре с помощью настроешых элементов на микрополосковых линиях. С целью точного контроля степени изменения параметров приборов усилители можно периоди-



Генератор

восьмиполюсный коаксиальный переключатель

Измеритель мощности


Регулируемый

аттенюатор

Восьмиполюсный делитель мощности

Микраполоскодый усилитель с бмонтироОаниым испытываемым п7Ш, помещенным В термостатируемый бпак с регулятором температуры

-20Д6

Нагрузочное сопротивление

Рис. 12.6. Структурная схема стенда для испытаний мощных ПТШ в режиме высокочастотного сигнала


Рис. 12.7. Фотография стенда для испытания восьми мощных ПТШ в режиме высокочастотного сигнала



1ССКИ охлаждать до комнатной температуры и проводить необходимые измерения статических и высокочастотных параметров (без демонтажа транзистора из усилителя). Такой стенд для проведения испытаний в режиме подата высокочастотного сигнала стоит выше 1000 долл., занимает небольшое место и позволяет достаточно удобно монтировать ПТШ.

Если необходимые данные по ускоренным испытаниям могут быть получены только в режиме высокочастотного сигнала, то испытания мощных ПТШ на надежность таким способом крайне затруднены и дорогостоящи, ocooeinio при необходимости получения данных для больших выборок приборов, как показано в разд. 12.3.К счастью, из большинства экспериментальных работ [11, 16, 17] следует, что при испытаниях в режиме высокочастотного сигнала не возникает никаких новых механизмов отказов по сравнению с возникающими при испытаниях в режиме смещения по постоянному току. Как отмечалось ранее, при подаче большого высокочастотного сигнала может возникать большой ток затвора положительной и отрицательной полярности в противоположность испытаниям при смещении на постоянном токе, при которых наблюдается небольшой ток обратносмещенного затвора. (Полярность тока может иметь решающее значение, поскольку электроны, текущие от металла затвора в GaAs, создают определенный градиент плотности тока, сужающий пространство под полоской затвора, что, в свою очередь, может влиять на распределение потока носителей от истока к стоку.) Вследствие этого электромиграция на затворе более вероятна при испытаниях в режиме высокочастотного сигнала при повышенной температуре, чем при испытаниях со смещением на постоянном токе при той же температуре и тех же значениях смещения. К тому же повышенные пиковые значения напряжения на стоке и затворе при наличии высокочастотного сигнала могут резко увеличивать число выгораемых приборов по сравнению с их числом при испытаниях на постоянном токе, если не приняты меры защиты при достаточно высоком напряжении. Высокая стоимость и более достоверная воспроизводимость условий работы при ускоренных испытаниях в режиме высокочастотного cnrnajra приводят к тому, что более полно выявляются механизмы отказов. В то же время при испытаниях на постоянном токе может быть получен больший массив данных. Кроме того, при высокочастотных испытаниях могут быть выявлены дополнительно такие спе-тщфические механизмы отказов, как электромиграция в металлизационном слое затвора, которая не может быть выявлена при испытаниях па постоянном токе.

Описанные методы испытания не совсем пригодны для ускорения коррозионных механизмов (электролитических или иных), так как при высокой температуре обычно получается очень низкий уровень водяных паров. Ускорения коррозионных явлений можно добиться за счет испытаний в условиях повышенной влажности воздуха; обычно выбирают влажность воздуха 85% и температуру 85° С (часто эти условия в литературе обозначают 85/85). Электролитическая коррозия алюминиевого затвора в IlTDl па арсениде галлия является таким механизмом отказа, который легко может быть воспроизведен в условиях повышенной влажности воздуха [12].

19.3

7 - 5 ! 7





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [64] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165

0.005