可去除测试结构上寄生效应的射频片上电感测量方法

摘要

本发明公开了一种可去除测试结构上寄生效应的射频片上电感测量方法，可同时去除电感测试结构中焊盘和引线的寄生效应，从而实现对电感的准确测量。通过增加一种通路测试结构，即在接有信号的两个焊盘之间连接一条与测试电感引线宽度相同的连线，对电感测量值在使用开路结构去除焊盘的寄生效应的基础上，再使用通路结构去除引线的寄生效应，从而可得到准确的电感测试值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种射频片上电感测量方法，尤其涉及一种能去除电感测试结构所产生的寄生效应的射频片上电感测量方法。

背景技术

在射频(RF)片上电感模型提取时，需要测试器件在不同频率的S参数。为了使测量可行需要有专门的电感测试结构---焊盘(PAD)以及连接PAD和电感的引线(Feed line)。由于它们的寄生效应，都会对电感测量值的准确性有一定的影响。因此电感测量时，很关键的一个问题就是如何去除该电感测试结构的寄生效应。对于频率较低的情况，引线的寄生效应可以忽略，所以只要去除焊盘的寄生效应即可使测量值达到要求。这时所用的PAD的电感测试结构称为开路结构(open structure)，即需要有一个只有PAD但没有电感的空结构(dummy structure)，目前大部分的射频片上电感测量都集中在仅使用所述开路结构(open structure)来去除PAD的寄生效应，该方法可基本把PAD结构等并联寄生电容去掉，方法简单方便，适用于较低频率的应用。但随着频率的提高，引线的寄生效应的影响也越来越大，因此上述OPEN结构的电感测试方法的局限性也显现出来。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可去除测试结构上寄生效应的射频片上电感测量方法，可在对射频片上电感时同时去除电感测试结构中焊盘和引线所产生的寄生效应，从而实现准确测量出射频片上电感的目的。

为解决上述技术问题，本发明所述方法包括以下步骤：

(1)引入一种通路结构，即在接有信号的两个焊盘之间连接一条与测试电感引线宽度相同的连线；

(2)计算上述通路结构进行开路去除寄生效应后的S参数测试值，并将该S参数转换成相应的ABCD参数A_{_deembopen}；

(3)使用步骤(2)所得的S参数，计算出特征阻抗Z和传输常数γ；

(4)基于步骤(3)所求得的特征参数Z和γ，分别计算出测试结构中左右两条引线的ABCD参数A_{_left}和A_{_right}；

(5)基于所述左右引线的ABCD参数A_{_left}和A_{_right}，计算出去除引线寄生效应后的射频片上电感测量的ABCD参数A_{_dut}；

(6)将上述计算所得的去除引线寄生效应后射频片上电感测量的ABCD参数A_{_dut}转换成相应的S参数。

本发明采用了上述技术方案，具有如下有益效果，在对电感测量值在通过开路结构测量方式去除PAD所带来的寄生效应的基础上，再对其使用通路结构(through structure)测量方式去该电感测量值除引线所带来的寄生效应，从而可以得到准确的电感测试值。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

附图是本发明所述电感测试结构的测量示意图。

具体实施方式

参考附图所示为本发明所述测试结构的测试示意图，本发明所述的方法包括以下步骤：

(1)引入一种新的空(dummy)结构-通路结构(through structure)，即在接有信号的两个PAD之间连接一条与测试电感引线宽度相同的连线。

(2)计算上述通路结构(through structure)使用开路结构去除PAD的寄生效应(Open De-embedding)后的S参数测试值，并将该S参数转换成相应的ABCD参数A_{_deembopen}。

这个步骤主要是为了去除PAD的寄生效应，其主要表现为寄生电容，计算去除该寄生电容后的S参数测试值的方法是：

a、将测量结构经过校准后，直接测量射频片上电感的S参数，并将其转换为相应的Y参数Y_{_meas}，为本领域技术人员熟知的是，这时所测得的片上S参数测量值同时包含有PAD寄生效应和引线的寄生效应；

b、测量开路结构(open structure)时PAD的S参数，将其转换为相应的Y参数然Y_{_PAD}，然后使用步骤a所得的Y_{_meas}减去该Y_{_PAD}，即可得到相应的去除PAD的寄生效应后电感的Y参数，其计算公式如下：

Y_{_deembopen}＝Y_{_meas}-Y_{_PAD}

c、将计算所得的Y参数Y_{_deembopen}再转换成其相应的S参数。

(3)使用步骤(2)所测得的S参数，计算出特征阻抗Z和传输常数γ。

其中，传输常数γ的计算公式如下：

$e^{-\mathrm{\γL}}={[\frac{1-S_{11}^2+S_{21}^2}{2S_{21}}\±K]}^{-1}$

其中，

$K={\left[\frac{{(S_{11}^2-S_{21}^2+1)}^2-{\left({2S}_{11}\right)}^2}{{\left({2S}_{21}\right)}^2}\right]}^{1/2}$

特征阻抗Z的计算公式如下：

$Z^2=Z_0\frac{{(1+S_{11})}^2-S_{21}^2}{{(1-S_{11})}^2-S_{21}^2}$

(4)基于步骤(3)所求得的特征参数Z和γ，分别计算出测试结构中左右两条不同长度的引线的ABCD参数A_{_left}和A_{_right}，其中A_{_left}指测试结构中左引线的ABCD参数，A_{_right}指测试结构中右引线的ABCD参数。

其中ABCD参数的计算公式如下：

其中，L为引线长度

(5)由于电感与上述两条引线是级联的，所以可基于所述左右引线的ABCD参数A_{_left}和A_{_right}，计算出去除引线寄生效应后的射频片上电感测量的ABCD参数A_{_dut}。

其计算公式如下：

A_{_dut}＝(A_{_left})^-1*A_{_deembopen}*(A_{_right})^-1

(6)将上述计算所得的去除引线寄生效应后射频片上电感测量的ABCD参数A_{_dut}转换成相应的S参数。

通过上述过程就可以测量出射频片上本征电感的准确测量值了。