高阻器件低頻噪聲測試技術與應用研究--低頻噪聲測試技術理論(三)

2.2低頻噪聲特性及測試技術要求

2.2.1低頻噪聲特性

低頻噪聲信號有著一些與信號測試領域中的其他傳統(tǒng)信號不一樣的特性。其中最主要的特性就是其信號的幅度極其微弱。低頻噪聲信號其本質(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會更小。

低頻噪聲信號幅值的微弱導致了它具備另一個特性：信號對空間電場和交流電的干擾非常敏感。當我們在觀察低頻信號的功率譜密度時，通常會看到如下的圖像：

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，這是由于在測試時引入了50Hz的交流信號干擾。干擾的原因可能是由于測試時系統(tǒng)中的其他設備采用了交流信號源。比如在利用高溫箱測試樣品在高溫下的噪聲特性時，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的影響導致的。測試中，如果將器件或測試電路暴露在無信號屏蔽的環(huán)境中，周圍環(huán)境中的其他無線電信號的強度一般會大于微弱的噪聲信號，竄入測試系統(tǒng)成為干擾。

2.2.2測試技術要求

低頻噪聲具有的各種特性對低頻噪聲測試技術提出了一些特殊要求，來確保測試過程的順利和測試結(jié)果的準確。

（1）針對不同的樣品要選擇不同的測試物理量

在測試電子器件的低頻噪聲時，人們通常會選擇測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試大多數(shù)器件時所選擇的測試參量。然而在測試鉭電容這種等效絕緣阻抗達到100MΩ以上的阻抗極高的特殊器件時，我們必須選擇使用電流放大器測試其電流噪聲。具體原因從下面的噪聲測試電路分析中可以看

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