低噪声放大器在极端环境下的弱点在有源区

东莞环仪仪器提供了一个低噪声放大器(LNA)的可靠性研究案例。这一设备在卫星和探测器等航天器上发挥重要作用,但其工作环境极为恶劣。真空、辐射、热应力以及超负荷使用,让器件面临多重威胁。一旦失效,更换维修几乎不可能进行,成本高昂且影响深远。为确保可靠性与寿命,必须在投入使用前进行真空热循环试验。这次研究就使用了环仪仪器的太空热真空环境舱。 除了主要的试验箱,他们还配备了金相显微镜、扫描电镜(SEM)、聚焦离子束(FIB)以及微光显微镜(EMMI)等辅助设备。设计中选择了一个四通道接收组件作为对象。通道分别被标记为-1#、-2#、-3#、-4#,模拟不同的工作条件。 试验设定真空度为1.0×10^-4 Pa。温度范围分为四个阶段:从-55到85℃,然后逐步升温到100℃、125℃和150℃。每个阶段都加电运行5.5个循环,每个循环持续24小时。 测试前后对每个通道的增益(Gain)和噪声指数(NF)进行了测量。结果表明所有四个通道的性能都有所退化甚至失效。具体数值分别列在表1和表2中。 数据分析显示,在温度范围(-55~85)℃、(-55~100)℃、(-55~125)℃时,组件参数变化不大。但到了最高温度150℃时,器件直接损坏了。 失效分析通过外观检查和EMMI、FIB技术展开。结果发现无源元件如电容、电感和电阻都正常,互联结构如传输线、空气桥和通孔也没有异常。问题出现在有源区的栅条部位。 具体症状包括栅条出现熔融、鼓包或变形,有烧蚀坑或分层现象;位置通常在S极或D极一侧;去除钝化层和金属化层后能看到新的坑洼。 这个试验证明了低噪声放大器在极端环境下的弱点位于有源区。如需进一步了解试验细节或技术支持,请访问东莞环仪仪器官网咨询相关人员。