高阻器件低頻噪聲測(cè)試技術(shù)與應(yīng)用研究--低頻噪聲測(cè)試技術(shù)理論(三)

2.2低頻噪聲特性及測(cè)試技術(shù)要求

2.2.1低頻噪聲特性

低頻噪聲信號(hào)有著一些與信號(hào)測(cè)試領(lǐng)域中的其他傳統(tǒng)信號(hào)不一樣的特性。其中最主要的特性就是其信號(hào)的幅度極其微弱。低頻噪聲信號(hào)其本質(zhì)是一種疊加在其他直流物理量之上的微弱噪聲，因而其物理量非常小。常見(jiàn)的電壓噪聲的功率譜密度僅在10 ^-8 V ² /Hz到10 ^-18 V ² /Hz之間。金屬膜電阻以及其他一些體內(nèi)電流密度非常均勻的電子元器件的低頻噪聲量級(jí)會(huì)更小。

低頻噪聲信號(hào)幅值的微弱導(dǎo)致了它具備另一個(gè)特性：信號(hào)對(duì)空間電場(chǎng)和交流電的干擾非常敏感。當(dāng)我們?cè)谟^察低頻信號(hào)的功率譜密度時(shí)，通常會(huì)看到如下的圖像：

圖2.6中Y軸為電流的功率譜密度，單位為A ² /Hz.從圖2.6中可以看出在50Hz、150Hz以及更高的諧波頻率上可以看到明顯的尖峰，這是由于在測(cè)試時(shí)引入了50Hz的交流信號(hào)干擾。干擾的原因可能是由于測(cè)試時(shí)系統(tǒng)中的其他設(shè)備采用了交流信號(hào)源。比如在利用高溫箱測(cè)試樣品在高溫下的噪聲特性時(shí)，高溫箱的電源采用了交流電，從而引入了干擾。

圖2.7的情況是由空間電場(chǎng)的影響導(dǎo)致的。測(cè)試中，如果將器件或測(cè)試電路暴露在無(wú)信號(hào)屏蔽的環(huán)境中，周圍環(huán)境中的其他無(wú)線電信號(hào)的強(qiáng)度一般會(huì)大于微弱的噪聲信號(hào)，竄入測(cè)試系統(tǒng)成為干擾。

2.2.2測(cè)試技術(shù)要求

低頻噪聲具有的各種特性對(duì)低頻噪聲測(cè)試技術(shù)提出了一些特殊要求，來(lái)確保測(cè)試過(guò)程的順利和測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確。

（1）針對(duì)不同的樣品要選擇不同的測(cè)試物理量

在測(cè)試電子器件的低頻噪聲時(shí)，人們通常會(huì)選擇測(cè)試器件的電壓噪聲或是電流噪聲這兩種物理量之一。

電壓噪聲參量是目前測(cè)試大多數(shù)器件時(shí)所選擇的測(cè)試參量。然而在測(cè)試鉭電容這種等效絕緣阻抗達(dá)到100MΩ以上的阻抗極高的特殊器件時(shí)，我們必須選擇使用電流放大器測(cè)試其電流噪聲。具體原因從下面的噪聲測(cè)試電路分析中可以看

在測(cè)試電子器件的低頻噪聲時(shí)，人們通常會(huì)選擇測(cè)試器件的電壓噪聲或是電流噪聲這兩種物理量之一。