Hallo,
kann mir evtl. jemand sagen unter welche Bedingungen S-Parameter an
Transistoren gemesssen werden?
Habe gerade versucht, die S-Parameter aus einen Touchstone-File
nachzuvollziehen, explizit geht es dort um den LDMOS BLF571. Habe
zunächst nur S11 mit Microwave Office simuliert, dabei komme ich aber
nie auf das Ergebnis aus dem Touchstone-File von NXP.
Brauch der FET dafür schon eine Biasspannung? Oder Vdd?
Über Antworten würde ich mich freuen.
Gruss Daniel
Daniel S. schrieb:> kann mir evtl. jemand sagen unter welche Bedingungen> S-Parameter an Transistoren gemesssen werden?
In den (wenigen) Datenblättern, die ich kenne, steht der
Arbeitspunkt des Transistors dabei. Ist auch logisch, denn
die Vierpolparameter hängen ja vom Arbeitspunkt ab.
> Brauch der FET dafür schon eine Biasspannung? Oder Vdd?
Im Prinzip nicht - aber dann gilt die Messung halt nur
für einen Arbeitspunkt, in dem der Transistor nicht
arbeitet :) Wäre also witzlos.
Daniel S. schrieb:> Habe> zunächst nur S11 mit Microwave Office simuliert,
Wie hast Du das simuliert? In MWO hast Du einfach einen Kasten ("Block
Box"), dem Du die S-Parameter mittels einer im Touchstone-Format
gehaltenen Datei zuweist. An den Kasten klatscht Du dann die Ports. Dann
sollten sich als Ergebnis die in der Datei enthaltenen S-Parameter
ergeben.
Die S-Parameter sind lineare Werte, dh linearisierte Werte. Und die
gehoeren zu einem Arbeitspunkt. Der Arbeitspunkt muss natuerlich bei den
Parametern angegeben werden.
Danke für die Antworten !
Habe selbst nochmal bisschen recherchiert und von Freescale eine
Application Note gefunden, dort sind die Angaben der S-Parameter
folgendermaßen ermittelt worden:
Matching-Circuit an Eingang und Ausgang, diese wurden ideal auf Input
Return Loss, Verstärker usw. optimiert und anschließend wurden die
S-Parameter vom LDMOS ermittelt. Und natürlich bei einem bestimmten
Arbeitspunkt, wie einige von euch hier schon geschrieben hatten.
Falls es jmd interessiert:
http://cache.freescale.com/files/rf_if/doc/eng_bulletin/EB212.pdf
Gruss Daniel
Daniel S. schrieb:> Matching-Circuit an Eingang und Ausgang, diese wurden ideal auf Input> Return Loss, Verstärker usw. optimiert
Das geschieht dann iterativ bzw. man verändert den Matching-Circuit
solange bis das Return Loss das optimale Verhalten zeigt? Ich meine, wie
kann man die Anpassnetzwerke optimieren, wenn ich die Transistorwerte
gar nicht kenne, die sollen schließlich erst noch bestimmt werden?
Naja. Der Betriebspunkt ist definiert durch DC Strom runterlassen. Das
bedeutet ueber eine Spule DC einspeisen und ueber einen Cap das Signal.
Den Network analyzer kann man waehrenddessen laufenlassen. Dh man kann
die S-Parameter als Funktion des Basisstromes und des Kollektor Stromes
messen.
Wie ich das verstande habe, werden die S-Parameter physikalisch
ermittelt. D.h. der LDMOS wird im gewuenschten Arbeitspunkt betrieben,
nach Optimierung der IRL, Gain usw. werden die S-Parameter gemessen.
Diese Parameter dienen als Grundlage fuer die Simulationen. In der AN
wird auch erwaehnt, dass dies nur eine von vielen Methode waere.
Gruss Daniel
Hallo zusammen.
@ Daniel
Daniel S. schrieb:> Wie ich das verstande habe, werden die S-Parameter physikalisch> ermittelt. D.h. der LDMOS wird im gewuenschten Arbeitspunkt betrieben,> nach Optimierung der IRL, Gain usw. werden die S-Parameter gemessen.> werden die S-Parameter physikalisch ermittelt.
Ja wie denn sonst; Messen ist Physik.
Nein, so ist das nicht richtig.
S-Parameter sind nie auf Werte mit einer externen Beschaltung ausgelegt;
es wird vorher nichts optimiert!
Die S-Parameter werden im entsprechenden (angegebenen) DC Arbeitspunkt
in einem 50 (oder was auch immer) Ohm System gemessen. Alle Listen
von S-Parametern in Datenblättern oder S2P-Files haben einen Header, in
dem die Messbedingungen (Arbeitspunkt, Systemimpedanz) vermerkt sind.
Aber aufgepasst bei Files mit Smithdiagramm! Da sind dann oft nur ein
paar Punkte mit den entspr. Werten eingetragen. Wenn man sich das ganze
DB genau ansieht, ist dann irgendwo zu finden, dass der Mittelpunkt
des Smith-D z.B. auf 10 Ohm normiert ist. So etwas findet man
bei Leistungstransistoren; da ist ja alles viel niederohmiger, sodass
das
wegen der besseren Übersichtlichkeit (Auflösung) Sinn macht.
Das kenne ich aus Motorola- und Mitsubishidatenblättern.
73
Wilhelm
Hallo Wilhelm,
Aber um die S-Parameter in einem 50Ohm-System messen zu können, muss ich
doch erstmal auf Zin anpassen? Oder verstehe ich die Seite 2 von der
Freescale AN komplett falsch?
http://cache.freescale.com/files/rf_if/doc/eng_bulletin/EB212.pdf
73 de Daniel
Hallo Daniel,
da hast du natürlich - auf der einen Seite - Recht.
> Aber um die S-Parameter in einem 50Ohm-System messen zu können, muss ich> doch erstmal auf Zin anpassen?
Warum? Schlecht angepasst macht doch auch noch irgend etwas; und selbst
wenn es schwingt...
Zu S11 und S22 sagt der Transistor doch nur:
"Bei mir sieht es in diesem Arbeitspunkt und bei dieser Frequenz so!
aus. Siehe zu, wie du es an deine Erfordernisse angepasst bekommst."
Änderst du nur die Frequenz oder deinen Arbeitspunkt, ist die ganze
Sache ja schon wieder hinfällig.
Ob und wie du es anpasst, ist dem Teil egal. Die Hauptsache
ist doch, dass die Maximumratings nirgendwo überschritten werden.
Warum wirbt z.B. Motorola mit:
"Will withstand any VSWR < 30"
Das ist schon eine ganze Menge.
(Wenn nicht tot, freut es den Geldbeutel.)
Dass sich mit Änderung von S11 und S22 auch S21 und sicher
auch S12 ändern, ist wohl klar.
Schon kleine prozentuale Änderungen rufen oft unerwartete Effekte
hervor.
Touchstone, MicrowaveOffice, Arrl Radio Designer oder RF-Sim und v.a.m.
interpolieren ihre Kurven auch nur.
Das geht doch nur, weil zwischen den einzeln Parametern
halbwegs proportionale Beziehungen bestehen.
Was man sich immer vor Augen halten sollte:
Es sind theoretische Berechnungen und Betrachtungen. Sie bringen einen
erstmal in die richtige Richtung und zu halbwegs sinnvollen
Bauteilwerten. Von da aus muss man dann weiterarbeiten.
Wie es dann beim realen Aufbau aussieht, steht doch auf einem anderen
Blatt. Jedes pF Schaltungskazazität und jeder mm Draht tun ihr
Übriges dazu, und dann sind viele Berechnung hinfällig.
73
Wilhelm
> muss ich doch erstmal auf Zin anpassen?
Nein. Da darf gar kein Anpass-Netzwerk in der Messung sein sonst müsste
nachher jeder Anwender das in seine Schaltung einbauen, wenn er die
gemessenen S-Parameter zur Simulation verwenden will.
Der Generator muss exakt 50Ohm Ausgangswiderstand haben und und der
Analyzer genau so. Außerdem müssen die Richtkoppler natürlich genau
sein. Der Transistor wird ohne Anpassung vermessen.
Blockschaltbild der Messung siehe hier.
http://de.wikipedia.org/wiki/Netzwerkanalysator
Was ich gerne wissen möchte, ist wie die Jungs von NXP auf die
S-Parameter gekommen sind, damit ich nachvollziehen kann, wie die
S-Parameter entstanden sind (z.B. eine Schaltung).
Also die minimale Schaltung würde so aussehen, dass ich das Gate mit
einer gewünschten Ugs ( Arbeitspunkt, z.B. AB-Betrieb) über eine
Induktität vorspanne und dann S11 mit einem VNWA ermittel?
Würde ich sagen, ja. Wenn du die S-Parameter für feste Eingangs- und
Ausgangsimpedanz des Analyzers vermisst (idR 50 Ohm), kannst du daraus
die S-Parameter für jede andere Impedanz einfach ausrechnen. Deshalb
würde es mich überraschen, wenn der Transistor mit Anpassnetzwerk
vermessen wird.
Durch Angabe der S-Parameter, der Impedanz bei der diese gemessen
wurden, und des Bias-Stroms sind alle Informationen über den Transistor
vorhanden, die du brauchst.
Was soll ein Anpassnetzwerk ? Schalten wir mal das Hirn ein.. Ein
Anpassnetzwerk passt fuer eine Frequenz, oder einen kleinen
Frequenzbereich an. Und daneben in der Frequenz ist es eben daneben in
der Impedanz. Also werden die S-Parameter nie mit einem Anpassnetzwerk
gemessen. Allenfalls ueberprueft man mit einem Netzwerkanalyzer das
Matching, dh die Anpassung des Anpassnetzwerkes fuer den gewuenschten
Frequenzbereich. Mit welcher Bezugsimpedanz man misst ist auch grad
egal, denn der S-Parameter beschreibt ja eben grad die Impedanz. Solange
die Bezugsimpadanz nicht zu weit weg von der zu messenden Impedanz ist.
