Medições de três portas de mixers no wafer até a faixa dos THz em estações de pontas de prova da MPI

Sua tarefa

Caracterizar com precisão mixers de alta frequência e outros componentes de conversão de frequência no wafer para validação e modelagem de dispositivos está se tornando cada vez mais desafiador na faixa das ondas milimétricas.
O analisador de redes vetoriais (VNA) R&S®ZNA é a ferramenta recomendada para realizar as medições necessárias do mixer, como perda de conversão e adaptação de impedâncias.
Dependendo da topologia do mixer, são necessários conversores de ondas milimétricas em várias portas do mixer para frequências acima da frequência mais alta do VNA.
Além disso, o dispositivo em teste precisa ser testado em diferentes posições para obter todos os resultados da medição.

A solução da Rohde & Schwarz

Para obter medições de três portas e alta precisão com mixers diretamente no wafer, especialmente em frequências que se estendem até a faixa dos terahertz, é necessária uma solução que combine desempenho, flexibilidade e integração perfeita. O analisador de redes vetoriais R&S®ZNA de quatro portas é ideal para essa tarefa.

Quando combinado com conversores de frequência externos, a configuração permite medições em caminhos de frequência intermediária (FI), radiofrequência (RF) e oscilador local (LO), o que é ideal para a caracterização de mixers com precisão máxima em faixas de frequência muito altas.

Uma vantagem marcante desta solução é sua integração mecânica altamente eficiente com as estações de pontas de prova em wafer da MPI Corporation.

Os conversores de ondas milimétricas podem ser facilmente montados em todas as direções cardeais nas estações de pontas de prova da MPI. A Rohde & Schwarz fornece uma gama completa de conversores de ondas milimétricas de até 1,1 THz para testes de mixers. O design mecânico dos conversores deixa espaço suficiente para que o microscópio seja posicionado próximo ao wafer.

A arquitetura avançada do R&S®ZNA, que apresenta até quatro fontes internas com coerência de fase e oito receptores com alta faixa dinâmica, é uma base sólida para medições de alto desempenho. O R&S®ZNA também permite o uso de duas bandas de frequência conversoras diferentes, necessárias se as frequências de RF e LO do dispositivo em teste estiverem em bandas de guia de onda diferentes.

Essa configuração oferece suporte para medições importantes do mixer, como perda de conversão, compressão, isolamento e adaptação de impedâncias — tudo em um único ambiente de teste.

Integração do extensor de frequência de três portas

A MPI é a primeira empresa do setor a oferecer uma configuração de estação de pontas de prova que oferece suporte para três extensores de frequência montados simultaneamente nas posições leste, oeste e norte. Isso permite medições autênticas de três portas na faixa dos subterahertz e de ondas milimétricas diretamente no wafer, o que é ideal para caracterizar dispositivos de conversão de frequência, como mixers de banda larga.

A configuração é compatível com uma ampla variedade de extensores de frequência, incluindo banda D (110 GHz a 170 GHz) e banda G (140 GHz a 220 GHz), com uma conexão direta da sonda do guia de ondas a cada extensor. Isso minimiza o caminho de RF, o que maximiza a potência entregada, a estabilidade de fase e a diretividade, ao mesmo tempo em que reduz a perda de inserção e a incerteza nas medições de alta frequência.

Esse recurso é oferecido por vários sistemas de pontas de prova da MPI, incluindo o TS150-THZ, uma estação manual de 150 mm otimizada para sondagem na faixa dos terahertz e ondas milimétricas. Outras estações manuais e automatizadas da MPI também são compatíveis com essa integração de três portas com a mesma abordagem mecânica. O design proporciona uma montagem rígida para os extensores, preservando o acesso ao microscópio e a flexibilidade de posicionamento da sonda. Um contato reproduzível e estável é essencial para uma medição precisa e consistente dos resultados, especialmente ao trabalhar com várias portas e bandas de guia de ondas.

A calibração é realizada utilizando substratos de calibração da MPI ou padrões personalizados em wafer gerenciados pelo software QAlibria®, o que simplifica drasticamente o processo de calibração, garantindo precisão e reprodutibilidade.

Resumo

A combinação do analisador de redes vetoriais R&S®ZNA com as soluções avançadas de sondagem da MPI Corporation permite medições de três portas altamente precisas de mixers diretamente no wafer até a faixa dos terahertz. Isso proporciona uma flexibilidade, integração mecânica e desempenho incomparáveis. Tarefas de caracterização complexas podem ser realizadas, tais como perda de conversão, adaptação de impedâncias e isolamento. Juntos, o versátil analisador de redes vetoriais R&S®ZNA e as inovadoras estações de sondagem da MPI Corporation permitem que os engenheiros ultrapassem os limites da caracterização de mixers e forneçam resultados confiáveis para as tecnologias de RF de alta velocidade e de terahertz da próxima geração.

A MPI Corporation é uma líder global em soluções de testes de fotônica e semicondutores, especializada em sistemas de pontas de prova avançados, cartões de sonda e soluções de teste térmico em setores-chave, incluindo RF, fotônica e dispositivos de potência.