Técnicas de calibración LRL, LRM y LRRM para corregir los errores sistemáticos del analizador de redes vectorial y su impacto en la caracterización de transistores de altas frecuencias ; LRL, LRM y LRRM calibration techniques to correct systematic errors of the vector network analyzer and their impact in high frequency transistor characterizations

Utilizando los métodos de-embedding clásico y el de-embedding directo, en esta tesis se presenta una nueva filosofía de la técnica Thru-Reflect-Line (TRL) multilíneas donde sus principales contribuciones son: el procedimiento para localizar el plano de referencia; el procedimiento para referir los parámetros S del dispositivo bajo prueba (DBP) a la impedancia de referencia. Como una aplicación de ésta se implementó la técnica TRL multilíneas desarrollada en este trabajo, pero ahora utilizando un desfasador como estándar de calibración. La utilización de un desfasador como estándar de calibración permite sintetizar numerosas líneas coaxiales para poder cubrir un ancho de banda amplio. Utilizando dos líneas de impedancia característica arbitraria se propuso la técnica de calibración L-L en dos niveles para obtener los parámetros S de cualquier DBP insertado en bases de pruebas simétricas y reciprocas. Además se desarrolló un método novedoso para determinar la impedancia característica L Z de una línea de transmisión uniforme. Una aplicación más de este trabajo trata sobre la investigación de la influencia de las técnicas de calibración TRL multilíneas, TRM y TRRM, en la extracción de los elementos del circuito eléctrico equivalente de un transistor a base de nitruro de galio (GaN). Como resultado de esta investigación, se observó que algunos elementos parásitos se sobre estiman cuando se utiliza la hipótesis de que el Thru no tiene perdidas. Además, los elementos intrínsecos dispersan a altas frecuencias cuando se desprecian las pérdidas del Thru, demostrando así que la longitud del Thru juega un papel importante en la extracción de los elementos del circuito equivalente de los transistores GaN. Por último se presenta el software LIMCAL en el cual se implementaron todas las técnicas de calibración desarrolladas en esta tesis. ; By using the classic and direct de-embedding methods, this thesis presents a new philosophy of the multiline Thru-Reflect-Line (TRL) calibration technique which main contributions are: the procedure to locate the reference plane; the procedure to refer the S parameters of the device under test (DBP) to the system impedance. As an application of this technique, the multiline TRL has been implemented using a coaxial variable phase shifter as a calibration standard. The use of a phase shifter as a calibration standard allows synthesizing numerous coaxial lines to cover a wide bandwidth. Using two lines of arbitrary characteristic impedance, a Two-Tier L-L calibration technique has been developed to correct the S-parameters for any device under test (DUT) inserted into symmetrical and reciprocal test fixtures. We also developed a novel method to determine the characteristic impedance of uniform transmission lines. Another application of this work deals with the investigation of the influence of the multiline TRL calibration technique, TRM and TRRM, in the extraction of the equivalent circuit elements of gallium nitride (GaN) transistors. As a result of this investigation, it has been demonstrated that some parasitic elements are overestimated when the losses of the thru are ignored. Moreover, the intrinsic elements present dispersion at high frequency when the losses of the thru are ignored, hence showing that the length of the Thru plays an important role in the extraction of equivalent circuit elements of GaN transistors. Finally, the LIMCAL software is introduced where all the calibration techniques developed in this thesis are implemented.