中低阻樣品噪聲測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、低頻噪聲測(cè)量作為電子元器件可靠性評(píng)價(jià)與篩選的新手段，已經(jīng)越來(lái)越得到人們青睞。隨著低頻噪聲基礎(chǔ)理論研究的不斷深入及噪聲測(cè)量技術(shù)水平的提高，低頻噪聲的研究與應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越寬。以阻性無(wú)源元件為代表的中低阻器件，由于器件阻抗較小，在實(shí)際噪聲信號(hào)測(cè)量中，相對(duì)于使用MΩ級(jí)輸入阻抗放大器的測(cè)量系統(tǒng)，將使得放大器噪聲系數(shù)明顯增大，信號(hào)傳遞過(guò)程中的信噪比惡化更為嚴(yán)重，導(dǎo)致測(cè)試系統(tǒng)背景噪聲明顯增大。這種情況下，對(duì)于噪聲信號(hào)極為微弱的中低阻器件，如何準(zhǔn)確提取

2、出樣品中的噪聲信號(hào)成為當(dāng)前中低阻器件低頻噪聲研究與應(yīng)用的當(dāng)務(wù)之急。 本文在詳細(xì)分析中低阻器件噪聲測(cè)量實(shí)驗(yàn)中阻抗特性及噪聲幅度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了中低阻樣品噪聲測(cè)量技術(shù)方面的研究。取得了以下研究結(jié)果： 1、詳細(xì)分析了影響中低阻器件噪聲信號(hào)測(cè)量的三大因素：阻抗匹配、背景噪聲、及系統(tǒng)測(cè)量精度。對(duì)于中低阻樣品上噪聲電壓信號(hào)的測(cè)量，樣品源阻抗與放大系統(tǒng)輸入阻抗采用的是電壓匹配方式，應(yīng)該使放大器輸入阻抗遠(yuǎn)大于被測(cè)量樣品源阻抗，以便測(cè)量樣

3、品上的噪聲電壓呈現(xiàn)最小的壓降損失。但是，放大器輸入阻抗又不能無(wú)限增大，過(guò)大的輸入阻抗導(dǎo)致放大器噪聲系數(shù)增大，信號(hào)傳遞過(guò)程中的信噪比惡化更為嚴(yán)重。致使放大器背景噪聲增大，從而不利于中低阻樣品上微弱噪聲信號(hào)的測(cè)量。系統(tǒng)測(cè)量精度的提高同樣有助于微弱噪聲信號(hào)的測(cè)量，這主要取決于放大系統(tǒng)增益和采集模塊精度的提高。 2、針對(duì)以上分析，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了利用雙放大器串聯(lián)實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的中低阻樣品噪聲測(cè)試系統(tǒng)。通過(guò)選擇具有低輸入阻抗(1kQ)、超低背景

4、噪聲(功率譜密度等級(jí)大約為10<'-18>/V<'2>Hz)的前置放大器作為放大系統(tǒng)第一級(jí)放大，可以解決測(cè)試系統(tǒng)的阻抗匹配及背景噪聲問(wèn)題，第二級(jí)放大通過(guò)選用高增益放大器提高了測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)量精度。并且，文中給出了該系統(tǒng)的應(yīng)用規(guī)范。 3、通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明：該測(cè)試系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于阻抗范圍在20Q～100Q之間的中低阻樣品噪聲信號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)量，系統(tǒng)等效輸入背景噪聲低至10<'18>V<'2>/Hz，對(duì)于