情况下进行了改善。通过以上的构建,该系统可以准确地测试被测器件地输出噪声,传递函数,等效输入噪声电压,等效输入噪声电流和噪声系数等完整噪声参量。同时也实现了信号地单通道或双通道(两通道同时采集)连续采集,而频谱的采集按低频端(01Hz~1kHz),中频段(1Hz~10kHz),高频段(10Hz~100kHz),任意频段(跨越两个频段,起点由用户自定),全频段(01Hz~100kHz)五种方式任意地选择。
电子器件的噪声通常由白噪声,1f噪声和gr噪声三种分量构成,其功率谱密度可以写成
SfA
BCγff1αf0
其中白A为白噪声幅度,B为1f噪声的幅度,γ为频率指数因子,C为gr噪声的幅度、f0和α分别为其转折频率和指数因子。不同的噪声分量以及各个分量的不同表征参数往往具有不同的物理意义,对应与器件的不同结构特征与缺陷量。因此,从实测噪声频谱中分离出各种噪声分量,并精确的确定各个分量表征参数值,是对器件进行噪声物理分析的前提。如图4所示,这是一个NMOS管的实测噪声信号,频谱及其拟合曲线,拟合结果如下:白噪声幅度A0;1f噪声的幅度B17466e008;频率指数因子γ11407。
5
3系统的功能和性能分析
31功能分析目前国内外已经将噪声用于电子器件的可靠性分析,即将噪声作为一种可靠性加严筛选的手段。为了提高噪声筛选的效率,本仪器设置了以下功能:①噪声统计:自动对成批器件的噪声频度分布进行统计分析,根据统计分布的特征量(平均值和方差)确定噪声筛选的判据。此方法已对基准二极管、双极晶体管、MOSFET和集成运放等器件进行过实验验证,效果良好。②噪声报警:可以分别对不同的噪声成分设置筛选判据,若检测发现某种噪声成分的表征量超过了允许范围,即进行报警。此方法已用于军用光电耦合器件和基准二极管的可靠性评估。电子器件的低频噪声不仅可以用于可靠性加严筛选,而且可对器件的设计和生产工艺等提供关键的指导信息。因为电子器件的低频噪声反映了该器件内部的各种缺陷,包括各种应力引起的缺陷和器件潜在的本征缺陷,前一种缺陷的噪声检测方法要比传统的电参数检测更加敏感,更为重要的是后一种缺陷是用传统的电参数检测方法探测不到的。所以从这个角度来说噪声是一种无损的、更加全面的可靠性表征方法,这对生产厂商尤为重要。本仪器可对电子器件低频噪声的各个参量均能给予准确的提取。
(a)
(b)
图4:(a)时间序列,(b)频谱及其拟合曲线32性能分析利用本仪器r