中低阻樣品噪聲測試技術(shù)研究.pdf

1、低頻噪聲測量作為電子元器件可靠性評價與篩選的新手段，已經(jīng)越來越得到人們青睞。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)域越來越寬。以阻性無源元件為代表的中低阻器件，由于器件阻抗較小，在實際噪聲信號測量中，相對于使用MΩ級輸入阻抗放大器的測量系統(tǒng)，將使得放大器噪聲系數(shù)明顯增大，信號傳遞過程中的信噪比惡化更為嚴重，導致測試系統(tǒng)背景噪聲明顯增大。這種情況下，對于噪聲信號極為微弱的中低阻器件，如何準確提取

2、出樣品中的噪聲信號成為當前中低阻器件低頻噪聲研究與應(yīng)用的當務(wù)之急。 本文在詳細分析中低阻器件噪聲測量實驗中阻抗特性及噪聲幅度的基礎(chǔ)上，進行了中低阻樣品噪聲測量技術(shù)方面的研究。取得了以下研究結(jié)果： 1、詳細分析了影響中低阻器件噪聲信號測量的三大因素：阻抗匹配、背景噪聲、及系統(tǒng)測量精度。對于中低阻樣品上噪聲電壓信號的測量，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大于被測量樣品源阻抗，以便測量樣

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限增大，過大的輸入阻抗導致放大器噪聲系數(shù)增大，信號傳遞過程中的信噪比惡化更為嚴重。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的測量。系統(tǒng)測量精度的提高同樣有助于微弱噪聲信號的測量，這主要取決于放大系統(tǒng)增益和采集模塊精度的提高。 2、針對以上分析，設(shè)計并實現(xiàn)了利用雙放大器串聯(lián)實現(xiàn)信號放大的中低阻樣品噪聲測試系統(tǒng)。通過選擇具有低輸入阻抗(1kQ)、超低背景

4、噪聲(功率譜密度等級大約為10<'-18>/V<'2>Hz)的前置放大器作為放大系統(tǒng)第一級放大，可以解決測試系統(tǒng)的阻抗匹配及背景噪聲問題，第二級放大通過選用高增益放大器提高了測試系統(tǒng)的測量精度。并且，文中給出了該系統(tǒng)的應(yīng)用規(guī)范。 3、通過各種實驗對測試系統(tǒng)的技術(shù)指標進行了驗證。實驗表明：該測試系統(tǒng)可以實現(xiàn)對于阻抗范圍在20Q～100Q之間的中低阻樣品噪聲信號的準確測量，系統(tǒng)等效輸入背景噪聲低至10<'18>V<'2>/Hz，對于