高阻器件低頻噪聲測(cè)試技術(shù)與應(yīng)用研究--高阻器件噪聲測(cè)試技術(shù)
圖3.4中的方法存在如下問(wèn)題:由于R l和C 1形成了一個(gè)低通濾波網(wǎng)絡(luò),因此當(dāng)角頻率ω≥1/ R1C1時(shí),信號(hào)會(huì)由于濾波網(wǎng)絡(luò)的存在而衰減,形成下圖所示的頻譜圖:
可以看到信號(hào)從200Hz開(kāi)始嚴(yán)重衰減,即便放大器的放大倍數(shù)再小,頻帶再大也無(wú)法改變衰減。由此可見(jiàn)該方法的嚴(yán)重缺陷同樣是無(wú)法觀察到更高頻率的頻譜圖像。
(5)對(duì)稱電位測(cè)試方法無(wú)法測(cè)單個(gè)器件
已有針對(duì)高阻值電阻的噪聲測(cè)試技術(shù)原理圖如上圖所示,R D為待測(cè)電阻,該電路一次測(cè)量?jī)蓚€(gè)電阻R D的噪聲并且采用兩個(gè)電壓值相同的電池供電,J 1為一級(jí)放大,其從電路結(jié)構(gòu)中我們可以看出,理論上兩個(gè)電阻兩端的電壓可以無(wú)窮大,這是因?yàn)镴 1的輸入永遠(yuǎn)保持在接近零伏的電位,不會(huì)使放大器飽和。
圖3.6中的對(duì)稱電位測(cè)試方法有如下的缺點(diǎn):首先,它的一個(gè)嚴(yán)重缺陷是無(wú)法測(cè)單個(gè)器件的噪聲;其次,他要求兩個(gè)樣品的阻抗完全相等,對(duì)于特別大阻值的電阻,由于其工藝精度有限,兩測(cè)試樣品阻值相等是極難做到的理想情況。
(6)多級(jí)放大器噪聲過(guò)大
為了緩解電流放大器帶寬過(guò)窄的問(wèn)題,有研究者使用了多級(jí)放大的方法[6],這樣可以達(dá)到展寬帶寬的效果,如圖3.7所示。該方法將電流放大器作為第一級(jí)放大,適當(dāng)減小第一級(jí)的放大倍數(shù),由此展寬信號(hào)通頻帶。第一級(jí)減小的放大倍數(shù)由第二級(jí)電壓放大器來(lái)補(bǔ)償,從而確保噪聲信號(hào)的在放大倍數(shù)總體不減小的情況下展寬通頻帶。
雖然該方法可以展寬帶寬,但是這是以增大系統(tǒng)本底噪聲為代價(jià),從而降低了測(cè)試精度,這種現(xiàn)象從下圖中就可以看出:
上圖是SR570跨阻放大器的本底噪聲和放大倍數(shù)的關(guān)系,可以明顯的看到,當(dāng)放大倍數(shù)降低時(shí),系統(tǒng)本底噪聲會(huì)大幅增加,嚴(yán)重限制了測(cè)試系統(tǒng)的精度,這樣的測(cè)試系統(tǒng)難以測(cè)到較低的噪聲。我們經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)的測(cè)試中,該二級(jí)放大電路的本底噪聲遠(yuǎn)大于待測(cè)信號(hào),無(wú)法使用。
評(píng)論