0 引言

随着摩尔定律发展速度逐渐变缓，硅基光电子技术成为延续摩尔定律的主要发展方向之一。硅基光电子芯片的制造、封装和测试越来越受到关注，芯片的性能与这3个环节密切相关。其中，芯片测试发挥了关键的承上启下作用，为芯片制造和封装提供了方向。

传统的硅基高速调制器测试链路包括一个调制器和一个高速信号源，它们之间需要连接一个T型偏置器（Bias-T），以整合射频（RF）信号和直流（DC）偏置信号。在Bias-T中，电感的主要作用是阻止RF信号对DC电源的干扰，而电容的主要作用是阻止DC信号对高速信号源的干扰。然而，在实际应用中，当DC源输出处于导通/截止状态或测试链路进行热插拔操作时，一般会有一个2 V左右的脉冲信号通过隔直电容输入到高速信号源（码型发生器、任意波形发生器等）输出端口，从而可能导致设备的损坏。

为了降低信号源设备损坏的风险，本文设计一种有源Bias-T电路，在传统Bias-T基础上引入晶体管，利用微波放大器芯片中的晶体管的特性来隔离DC源在馈电导通/截止或者热插拔时产生的冲击电压，保护测试设备免受损坏。

3 结束语

本文详细分析了传统Bias-T中的隔直电容可能被导通并烧毁高速信号源的原因及解决方法，设计了一种有源Bias-T电路。测试结果表明：有源Bias-T电路的3 dB带宽大于25 GHz（带宽受限于PCB封装形式），在RF端测得由DC源传来的脉冲电压信号幅度由±1.5 V左右减小到了±0.055 V左右，消除了信号源设备损坏的风险。与传统的微波放大器加衰减器的方法相比，有源Bias-T电路具有以下优势：首先，直接在测试链路中引入有源Bias-T电路，能够避免因测试人员经验不足或粗心大意而引起的DC偏置电源热插拔风险；其次，使用微波放大器和衰减器的方法会对信号进行先放大再衰减，这个过程中会引入额外噪声，而有源Bias-T电路则不会出现该问题，其信噪比更具优势；最后，有源Bias-T电路具有在单个器件中实现测试链路隔离的特性，因此其成本远低于使用微波放大器、衰减器、传统Bias-T这3个器件的组合，大大提高了器件的性价比。

在后续设计中，本文将参考商用化传统Bias-T封装形式，选用更大带宽的放大器和衰减器芯片（现有带宽在80 GHz以上），以完全替代传统Bias-T在硅基高速调制器测试中的应用。