一、增益壓縮基本概念
作為構成系統的核心器部件，放大器被廣泛應用于雷達、衛星等通信系統以及其他各類射頻和微波系統。放大器具有增益壓縮特性，其正常工作時通常位于線性區域內，隨著輸入功率增加，放大器會趨于飽和，工作狀態由線性區轉變為非線性區，產生增益下降、諧波增大等現象。
1dB壓縮點表示放大器增益比預期線性增益小1dB時對應的增益壓縮點，P1dB,in是1dB壓縮點的輸入功率，P1dB,out是1dB壓縮點的輸出功率，如圖1所示。
圖1 放大器的增益壓縮特性及1dB壓縮點
二、增益壓縮測量參數
測量參數包括線性區參數和增益壓縮參數，詳見表1。
表1 測量參數列表
三、測試系統組成
本測試系統屬于9308A微波S參數及多功能參數在片測試系統，如圖2所示，系統配置包括：
微波芯片在片測試主機（Ceyear 3674L矢量網絡分析儀）；
探針臺等測試設備：Ceyear 88602AS 12英寸半自動探針臺、微波探針座及探針臂、67GHz微波探針、SOLT在片校準片、芯片圖像顯微單元；
測試功能單元：4端口S參數測試、大動態S參數、增益壓縮點測試、二維增益壓縮失真測試、在片網絡參數快速校準功能；
測試附件：程控電源、功率探頭、偏置T、微波測試電纜、同軸連接器。
圖2 微波芯片在片測試系統及結構框圖
四、校準和測試
系統校準包含三個方面：第一是源輸出功率，通常使用功率探頭進行校準；第二是接收機功率，使用校準后的源功率進行校準；第三是系統的網絡參數誤差，根據被測芯片的工作頻段，選擇SOLT或TRL校準片進行在片校準。本系統設計良好的操作向導，測試時按照引導逐步進行。
在片測試工程師在測試時尤其需要注意以下三個問題：一是探針扎針穩妥可靠，保證系統的穩定和重復性，如圖3所示；二是放大器的加電順序，先給柵極加負壓，后給漏極加電，防止燒壞被測器件；三是兼顧測試精度和速度，設置合適的中頻帶寬。
圖3 顯微鏡下的扎針圖像
五、測試結果和總結
系統可一次測試上述參數的所有曲線，本次將線性S參數（S11、S12、S21、S22）、增益壓縮參數（壓縮點輸入功率、輸出功率、增益、壓縮量）8條參數軌跡同時顯示，如圖4所示。便于讀取測量值，各條軌跡可單獨設置合理的顯示比例和參考值，并顯示在界面的正上方。
系統根據被測件頻率、功率、增益的測量結果生成三維視圖顯示，如圖5所示，直觀地反映被測件的增益壓縮特性。
圖4 系統測試結果
圖5 測試結果的三維顯示
由本實驗可以看出，系統一次扎針，即可測量全部S參數和增益壓縮參數，使用方便快捷，大大提升在片測試效率。
