推算MOS场效应晶体管高频参数的方法有两种分析

推算MOS场效应晶体管高频参数的方法有两种。一种是利用Y或S参数等四端参数的方法，另一种是由器件参数综合、推算四端参数的方法。前者严密，但测量复杂。后者测量容易，有时也可预测参数的频率特性以及与偏置的关系，但不够严密。建议用户参照厂家发表的四端常数值，在使用范围内适当增加一些测量。

^●）混频器的噪声系数也近似地具有同数量级的值（约差1dB）。另外，的理论值为。

此值在高频段接近于gis，在低频段比gis大。

（1）y参数的测量

作为电路设计方法，普遍采用y参数的方法。特别是由于场效应晶体管的输入阻抗高，容易满足输入输出短路的测量条件，可以说这种设计方法是很恰当的。下述仪器适合于测量Y参数。

（i）通用无线电

通用无线电（General Radio）公司的1607-A型转移函数和导纳阻抗电桥（TI仪）

这是利用可调长度同轴线能测量h、g、y和z参数的电桥，曾广泛用于衡量晶体管的好坏，但在1970年就停止了这种电桥的生产。这种电桥也适于测量场效应晶体管的Y参数，可在25~1500MHz频段，测量0-600的转移导纳，0~400的输入、输出导纳值。测量精确度不高，约0.1~0.05m3，对于较小数值，特别是对低频时的反馈导纳，输入、输出导纳值较小的器件容易产生误差。对复栅场效应晶体管而言，当第二栅也要加偏压时，只有TO-5管壳封装的图2.16所示的一种接线法，与目前的级联型MOS场效应晶体管的标准输出管脚接线法不同，对一般用户，尤其在100MHz以上的高频段，多感不便。

（ii）赫勒一帕卡

赫勒一帕卡（Hewlett Packard）公司250 B型RX仪是两端电桥，只能测输入、输出导纳，但使用方便。在0.5~250MIHz的频率下可测15Ω~100kΩ的并联电阻，-80~+20pF的并联电容，附有供TO-18、TO-72管壳用的按标准电极连接的转接器13510A，便于测量晶体管的yib、yie、yoe。

在测量场效应晶体管的参数时，可对其中测yib用的转接器加以改装，可作成图2.17所示的多用途转接器。

使用RX仪时，可由gm、Crs等器件参数以及第52页所述的高频参数的理论公式导出转移参数。但这种方法，大体上只限于gm的截止频率以下的范围内使用。

（2）s参数的测量

将其特征阻抗Z0通常为正实数的传输线连接在器件的输入端和输出端，所谓s参数或散射参数就是以Z0终端下的功率波之比表示四端特性时的一组参数。此种测量毋需高频下难以实现的开路和短路条件，由于没有或很少有开路与短路条件下往往成问题的元件发生振荡的可能性，近年来，s参数主要用于微波领域。

在s参数的表示法中，其独立变数是入射到输入端口1的入射功率波a1和入射到输出端口2的入射功率波a2。这些独立变数与端点电压、电流和Z0的关系可用下式表示（参照图2.18）

因变数是各反射波b1和b2

s参数与上述各量之间的关系可表示为

像Y参数一样，记作S11→Si，S12→ST，S21→Sf，S22→SQ，通常还加上接地角注^●）。由上式可得出s参数的意义如下：

S11为输入端反射系数

S21为正向透射系数s21为反向透射系数

S22为输出端反射系数

s参数与y参数的变换按表2.3的公式进行，另外也有直接用s参数的电路设计方法^6）。

S参数频率关系的图示法如图2.19，透射系数是径向以dB为刻度的极座标，或把反射系数标在史密斯圆图上，可给出各对端口的导纳或阻抗。

S参数的测量仪器有以下几种。

（i）赫勒-帕卡

赫勒-帕卡公司8405 A型矢量电压表这是检测两个信号的幅度比和相位差的仪器，用于测量透射系数和反射系数。频率范围为1~1000MHz，由于100MHz以下的输入输出反射系数很大，缺乏实用性。此外，赫勒-帕卡公司还制作了在110MHz~12.4GHZ下使用的8410S和在100kHz~110MHz使用的8407A网络分析仪，前者对测量晶体管的s参数特别方便。也采用TO-5系列或TO-18/TO-72系列（2GHz以下）和带状线（12.4GHz以下）的测试架。因除输入端子和输出端子外都是直接接地的，所以难以用于复栅型管。

在测量复栅场效应晶体管时有通过电容接地的方法，如图2.20所示。实际上，这种接法的缺点是容易加长接地的有效长度。

在网络分析仪方面，也有配备计算机进行校准并进行参数变换、增益一稳定度计算

的自动化仪表8542 A 型（110MHz~18GHz）和8543 A 型（0.1~110MHz）。

（ii）罗德与斯瓦兹

罗德与斯瓦兹（Rohde&Schwarz）公司的ZDU型（30~420MHz）ZDD（300~2400MHz）型z—g图示仪。

这些都是在史密斯圆图上作光点显示的仪器。还有能够作频率扫描测量的阴极射线管显示的ZW A 图示仪（10~480MHz）。附属于这些仪器的测试架是供标准晶体管使用的，不便于测量复栅型MOS场效应晶体管。

（3）高频器件参数的测量方法⁷

如52页所示，器件参数通过简单的测量有可能推算出四端参数，所以在高频频段特别适用。

如63~65页所述，由于输入、输出导纳容易测量，表征相互特性关系的跨导gm和反馈电容CTS就成为重要参数。gm（或|Yfs|）用图2.21的结构可在使用频率下比较输入输出电压进行测量。

CTS的测量，采用备有屏蔽电极的三端电容电桥（波通（Boonton）公司的76D S8等），在容易测量的频段0.3~3MHz内用图2.22所示的电路进行测量。这一电路的内栅偏置通过电桥内部供给。为了抑制漏振荡，须用电容旁路。总的旁路电容与引线电感在测量频率下有效地发生串联谐振。而起阻止作用的电感与分布电容有效地发生并联谐振。

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