人造衛(wèi)星、空間探測(cè)器等航天領(lǐng)域的低噪聲放大器，其工作環(huán)境復(fù)雜，器件往往同時(shí)受到熱電、真空、輻照、過(guò)載荷等多重應(yīng)力，且器件無(wú)法進(jìn)行及時(shí)的更換和維修，設(shè)備昂貴并具有重要應(yīng)用價(jià)值，因此對(duì)該類產(chǎn)品中使用的低噪聲放大器的可靠性要求極高。
為了保障設(shè)備要求高可靠、長(zhǎng)壽命，有必要在產(chǎn)品投入使用前對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行真空熱環(huán)境模擬的可靠性試驗(yàn)，下面是對(duì)低噪聲放大器的熱真空試驗(yàn)研究。
試驗(yàn)設(shè)備：環(huán)儀儀器 太空熱真空環(huán)境艙
輔助設(shè)備：金相顯微鏡、掃描電鏡（SEM）、聚焦離子束（FIB）及微光顯微鏡（EMMI）等
試驗(yàn)設(shè)計(jì)：
為了研究低噪聲放大器在真空熱試驗(yàn)的失效機(jī)理，選擇四通道接收組件一只進(jìn)行熱真空試驗(yàn)，將其中的通道分別編號(hào)為接收-1#、-2#、-3#、-4#。
試驗(yàn)條件：真空度 1.0× 10^-4 Pa，設(shè)置四個(gè)溫度范圍分別為（-55~85）℃/100℃/125℃/150℃，加電，各 5.5 個(gè)循環(huán)，每循環(huán) 24 h。試驗(yàn)前后測(cè)試各通道增益和噪聲參數(shù)。
試驗(yàn)結(jié)果：
熱真空試驗(yàn)，前后用探針對(duì)組件中的低噪聲放大器開(kāi)展微波參數(shù)（ NF 和 Gain）測(cè)試，測(cè)試發(fā)現(xiàn)組件中1#、2#、3#、4# 號(hào)低噪聲放大器的微波參數(shù)均不同程度退化失效，測(cè)試結(jié)果如表 1~ 表 2 所示。
表1接收-1#、接收-2#、接收-3#、接收-4#增益測(cè)試結(jié)果
表2接收-1#、接收-2#、接收-3#、接收-4#噪聲測(cè)試結(jié)果
由表 1~ 表 2 得出，組件中的低噪放在（-55~85）℃、（-55~100）℃、（-55~125）℃ 試驗(yàn)條件下均未發(fā)生參數(shù)超差或失效，各參數(shù)與試驗(yàn)前差別不大；然而，在（-55~150） ℃條件下，器件直接發(fā)生失效。
失效分析：
通過(guò)外貌分析、EMMI 與 FIB 分析得出，低噪聲放大器內(nèi)的無(wú)源元件（電容、電感和電阻）、互聯(lián)結(jié)構(gòu)（傳輸線、空氣橋和通孔）均未見(jiàn)明顯異常，損傷部位均位于有源區(qū)，失效模式為柵金屬下方的半導(dǎo)體材料熔融燒毀。
具體表現(xiàn)有：
①柵條損傷形貌有熔融、鼓包、變形，出現(xiàn)燒蝕坑，甚至分層等，具體見(jiàn)下圖所示；
②熔融燒毀位置位于 S 極一側(cè)；
③熔融燒毀位置位于 D 極一側(cè)；
④ S極和 D 極側(cè)均有燒毀熔融；
⑤去除鈍化層和柵極金屬化層后，柵條部位出現(xiàn)新的異?？印?/p>
試驗(yàn)結(jié)論：
通關(guān)對(duì)某組件低噪聲放大器的熱真空試驗(yàn)后，內(nèi)部無(wú)源元件（電容、電感和電阻）、互聯(lián)結(jié)構(gòu)（傳輸線、空氣橋和通孔）均未見(jiàn)明顯異常，損傷部位均位于有源區(qū)柵條部位。
以上就是低噪聲放大器的試驗(yàn)研究，如有試驗(yàn)疑問(wèn)，可以咨詢環(huán)儀儀器相關(guān)技術(shù)人員。
