MMIC是单片微波集成电路的简称。近年来，随着第三代半导体的兴起，微波集成电路朝着高频、大功率方向飞速发展。单片集成电路的功能越来越多，参数越来越复杂，复杂的功能和各种各样的参数给测试带来挑战。尤其是晶圆级别的参数测试，要力争做到一次扎针多次测量，这样才能做到尽可能少的对晶圆进行扎针，减少对晶圆的损伤，提高成品率。
常见的MMIC测试参数包含S参数、饱和功率Pout、功率附加效率PAE、P_1、噪声系数等。对于如此众多的参数，想要一次扎针多次测试对于系统的搭建有很高的要求。
我们以常见的大功率MMIC为例讲述整个系统的搭建过程。在此系统中我们也会附带低噪声放大器常见的1dB压缩以及噪声系数一并加入。
在片MMIC测试通常用到的仪器设备如下：晶圆探针台、矢量网络分析仪、电源（支持脉冲）、前置驱动放大器、双定向耦合器等等。
系统原理图如下所示：
1. 大功率MMIC测试通常需要2路射频，6路直流 (Pulse模式) 。
2. 电源需要2路分别给栅极和漏极供电，栅极通常Pulse或者连续波模式都可，为了简便起见，栅极连续波居多。漏极Pulse模式，脉宽通常为100微秒，10%占空比。Trigger来自矢网或者脉冲电源均可，注意不同状态下的矢网内部设置以及对应的IF bandwidth也不同。
3. 探针台选用半自动居多，可以兼顾小批量生产。
4. 要选择对应频段的驱动放大器、耦合器、隔离器、衰减器等，要注意加入驱动放大器后，Port1需要很小的源功率输出，尤其是在校准过程中，防止烧坏功率探头或校准件。
矢网原理图如下所示（含驱动放大器）：
1. 大功率MMIC在片测试一个非常重要的难点就是矢网的输出不够时要外接驱动功放，此时还要将功率校准到探针尖。不同于S参数校准，它是绝对功率的校准，并且还是在加入驱动功放后扫频校准，这个校准对驱动功放的性能有很高要求，因为它不是单频点使用，并且它要包含在校准文件中。不达标的功放在扫频模式无法实现校准，还非常容易烧坏探头。
2. 耦合器的耦合度选择以及矢网内部的各个接收机衰减的设置要根据具体的被测件来调整。既要保证接收机不过载，还要让其处在最佳的动态范围之内。
3. 如上图所示，拆掉矢网的外置跳线，将驱动放大器接入矢网source out，放大器输出接双定向耦合器，耦合器的耦合端接矢网R1接收机用于监测功放输出，隔离端接矢网A接收机，用于测量S11的反射波，DUT的输出通过衰减进入Port2的B接收机。这样就兼顾了大信号和小信号的S参数测量以及大信号的功率测量。
4. 是德科技的去嵌入校准算法可以很好的解决的带驱动放大器的在片校准，整个校准过程分为3个步骤。首先在输入端（耦合器之后）的同轴端面进行S参数校准（建议使用机械校准件）；然后用功率探头（建议使用USB功率探头）在此端面进行功率校准，标定绝对功率；最后在探针端面进行在片的S参数校准。到此，矢网就根据自己的算法将绝对功率端面标定到探针端面。
测试设置界面如下图所示：
1. 对于在片测试，每次扎针都会对PAD形成损伤，所以减少扎针次数满足多种参数的测量就形成了一个共识。如上图所示，我们可以在矢网上添加多个windows和多个channels来满足多种参数的表征。
2. 是德科技的矢网支持众多参数的一次性设置，通过Cal all一次性校准，不同的channel可以设置不同的接收机衰减，从而满足不同信号下的S参数、功率、噪声、IMD等测试。
3. 大信号PAE的测试相对其他参数有个难点就是它需要用户根据测试结果编辑公式来计算，还涉及到矢网对于外置的电源、数字表等的读数。
PAE设置分如下几步：
（1） 先将数字表或电源通过添加外部仪器的方式加入矢网
（2） 设置数字表的延时、读数指令等
（3） 在矢网中加入一个电流tr
（4）通过公式编辑器在矢网中加入一个PAE tr，PAE=（输出功率-输入功率）/（电压x电流）
数据采集及测试结果：
数据采集通常采用第三方软件对矢网、电源、探针台等等进行统一程控，按照DUT的要求按照时序进行加电，分别的逐一采集对应的参数进行保存，保存格式可以任意选择.S2P或者CSV等。如果是基于半自动探针台的，软件上还会自动建立一个与探针台一一对应的map，此map用于后期的台账记录、分选等操作。我司有专业的软件团队，能够对各种复杂的测试系统程控，满足量产、研发等的自动化测试需求。
到此，完整的在片MMIC功率放大器测试系统搭建就全部完成。在片测试不同于同轴，探针下操作一来费事费力，二来非常容易震荡，尤其是功率比较大时，震荡不仅无法完成测试，还会烧毁探针，甚至烧矢网，震荡是在片测试需要解决的一大难题。对于MMIC功放在片测试系统，无论在系统搭建还是解决自激振荡方面，我司都有着非常丰富的经验，我司已经完成了若干套在片MMIC功放系统，成功交付于研究所、高校等。
