电子元器件低频电噪声测试技术及应用研究

载流子微观运动会导致电器元器件出现低频电噪声,噪声的大小能够直接反应电子元器件的生产质量及可靠性.电子元器件生产厂家以及各地的研究所都对低频电噪声的测试技术十分关注.下文主要对电子元器件低频点噪声测试技术及其应用进行简单的探讨.     

纳米MOSFET器件电流噪声测试方法研究

针对常规纳米尺度电子元器件的噪声特性,研究其噪声的基本测试条件,并建立测试系统。在屏蔽条件下采用低温装置和超低噪声前置放大器,能有效抑制外界干扰。应用该系统对实际纳米MOSFET器件进行噪声测试得到其电流噪声,在测试基础上通过计算分别得到热噪声和散粒噪声,同时分析器件工作在亚阈区和反型区下的电流噪声随源漏电压和电流的变化关系。结果表明测试结果与理论分析吻合,验证了测试系统的准确性。     

基于低频电噪声的光电耦合器可靠性筛选方法研究

低频电噪声是表征电子器件质量和可靠性的敏感参数,通过测试低频噪声,可以快速、无损地实现光耦器件的可靠性评估。通过开展可靠性老化对光电耦合器低频噪声特性影响的试验研究,提出基于低频段宽频带噪声参数的光电耦合器可靠性筛选方法,并将可靠性筛选结果与点频噪声筛选方法结果进行对比分析。结果表明,与点频噪声参数等现有方法相比,宽频带噪声参数可以更灵敏和准确地表征器件可靠性,同时计算简便,基于宽频带噪声参数的光电耦合器可靠性筛选方法可以实现更为准确合理的可靠性分类筛选。     

GaAlAs红外发光二极管低频噪声检测方法

通过分析GaAlAs红外发光二极管(IRED)的低频噪声产生机理及特性,建立了GaAlAs IRED的噪声模型,设计了一套低频噪声测试系统,通过该系统测量得到了GaAlAs IRED的低频噪声。实验表明,该方法能准确的测量GaAlAs IRED的低频噪声,发现其低频噪声主要表现为1/f噪声,得到与噪声模型一致的结果。该研究为GaAlAs IRLED可靠性的噪声表征提供了实验基础与理论依据。     

镍铬薄膜电阻器噪声特性研究

薄膜电阻器的低频噪声有别于常规电阻器的噪声特征,与其结构和工艺密切相关。通过溅射工艺生产的阻值为1.5k?镍铬薄膜电阻器分别在生产完成和1000h老化试验之后进行了低频噪声测量和分析得到器件低频噪声特征,结合电子元器件低频噪声理论探讨了器件中各种噪声成分的来源及产生机制并给出该镍铬薄膜电阻生产线降低噪声的工艺手段。并讨论了电迁移损伤对1/f噪声特征的影响,指出噪声的异常波动对电迁移损伤具有明确的指示作用。     

半导体激光器低频噪声测试及参数提取

半导体激光器低频电噪声的大小受器件潜在缺陷的影响,与器件可靠性具有相关性。介绍了半导体激光器噪声测试及参数提取的原理,设计了基于超低噪声前置放大器和低频频谱分析仪的低频电噪声测试系统,可测量半导体激光器的低频电噪声并提取相关噪声参数,进而通过低频电噪声的研究对半导体激光器进行可靠性评价,具有灵敏度高、非破坏性等优点。     

PbS红外探测器的低频噪声特性研究

PbS红外探测器的研究开始较早,由于其室温的优越性,至今应用仍很广泛.然而噪声严重影响了其性能,因此其噪声的研究目前很受重视.首先阐述了光导探测器的低频噪声理论;其次给出一简便而实用的PbS红外探测器低频噪声测量系统;最后在PbS红外探测器低频噪声实际测量和分析的基础上,分析了其低频噪声产生机理、偏压特性与温度特性,从而为改善器件质量提供了理论依据.     

低温背景下红外焦平面阵列的噪声分析

对红外探测器在低温背景下的噪声模型及特性进行了分析与实验研究。利用探测器噪声四参数法计算模型与方法;搭建实验平台对红外探测器在不同低温背景温度下的性能进行测试,得到红外探测器的低频时间噪声,高频时间噪声,低频空间噪声各自与温度、积分时间的关系。实验表明:在一定温度区间内,低频时间噪声表现出较强的温度相关性,低频空间噪声表现出较明显非线性响应特性,高频空间噪声表现出积分时间相关性。     

基于虚拟仪器的低频噪声自动测试系统设计

电子器件的低频噪声是表征其工作可靠性的敏感参数,基于虚拟仪器组建了一套低频噪声测试系统,由双通道低噪声前置放大器、PXI-4472数据采集卡和PC机构成.介绍了系统功能框图和软件设计,不仅能够测量光电耦合器的噪声功率谱,而且还能显示时域波形,并完成时域分析.运用LabVIEW软件对噪声进行快速准确的检测和分析,通过小波分析剔除爆裂噪声,自动完成测试数据存储、打印等功能,并给出了低频噪声功率谱测量结果和时域波形,为电子器件的可靠性诊断和筛选提供必要的依据.     

高k介质SOI LDMOS RTS噪声测试新方法

提出了一种基于智能温控的RTS噪声测试与分析新方法。该方法利用高k栅介质SOI LDMOS边界陷阱特性,首先建立了含有俘获时间常数、发射时间常数以及噪声幅度等参数的RTS噪声模型;然后设计了RTS噪声智能温控测试系统;最后对实测RTS噪声数据进行频谱变换,得到噪声功率谱密度并作分析。实验表明,该测试系统可以有效地获取高k栅介质SOI LDMOS的RTS噪声,具有良好的动态特性,且其本底噪声抑制率较高,较待测信号低两个数量级左右。     

基于低频噪声检测的光耦器件可靠性频域筛选新方法

针对光耦器件的可靠性筛选,本文提出全频段阈值筛选方法检测光耦器件内部低频噪声。根据光耦器件内部的低频噪声完成光耦器件可靠性的筛选。实验中利用光耦器件测试系统检测200只光耦器件内部的低频噪声,计算这200只光耦器件全频段平均噪声谱,确定筛选阈值,再根据光耦器件可靠性分类标准,判断被测器件可靠性等级。     

数字滤波器滤除电子测量系统中工频及其谐波干扰的研究

在电子测量中工频是主要的噪声干扰源之一，若不滤除将大大影响测量精度。而传统的模拟电路滤波器在精度方面无法与数字滤波器相比；另外对多阻带滤波器的设计摸拟电路更是无法实现。本设计用FIR(Finite Impulse Response)数字滤波原理设计了阻带范围分别为48～52Hz，98～102Hz，148～152Hz的三阻带数字滤波器，经仿真实验证明其对电子测量系统中的工频50Hz及其二次谐波和三次谐波干扰将衰减30dB。对去噪后的信号进行分析，大大提高了测试系统的精度，整个过程分为多阻带滤波器的数学建模和滤波算法实现，并分析比较了不同窗函数和阶数的变化对滤波性能的影响。     

基于比较测试方法的高性能频率源模块设计。

采用一种简单的比较测试方法——用双音和高斯白噪声干扰模拟相噪特性,可以较全面地分析无线通信系统对相噪指标分配的要求。文中借助cdma2000基站射频系统详细地分析了频率源的相噪指标对矢量调制系统性能的影响,并比较了直调式和超外差式两种发信机的特性。基于这种比较测试方法的结果,研制了高性能集成锁相频率源模块,其实测结果表明锁相频率源模块性能优良,完全满足cdma2000基站系统指标要求。     

焦平面阵列红外成像设备噪声特性分析及仿真

红外成像设备噪声分析及仿真是红外图像仿真工作的重要组成部分。分析了焦平面红外成像设备的噪声组成及特性。焦平面红外成像设备的噪声可以分解为非均匀性噪声、非均匀性漂移噪声和随机噪声。分别针对凝视红外成像设备和扫描红外成像设备分析了噪声成分的计算过程及数字特征。根据实测图像数据可提取非均匀性噪声矩阵(或向量)、非均匀性漂移噪声特征参数矩阵、随机噪声特征参数矩阵(或向量)。非均匀性漂移噪声短时间内服从线性变化关系。随机噪声服从正态分布。最后给出了基于实测噪声特征数据的焦平面阵列成像设备的噪声仿真过程。     

可调RF信号光传输系统相位噪声优化设计

为了优化宽泛可调的低频基准射频信号系统、降低射频生成系统的相位噪声,采用减少部件的优化设计方法,使用调幅器改善相位噪声,实现了系统设计的简化。经过理论分析和实验验证,取得了低频射频信号条件下的系统相位噪声与频率偏移数据。结果表明,可以通过机械隔离来消除由于光纤振动产生的过量相位噪声。这在未来的光通信领域中具有一定的应用价值和实际意义。     

红外探测器信息获取系统噪声特性

从理论上完成了红外图像传感器信息获取电路的噪声建模,并且分别从仿真和测试两个方面对电路的噪声进行分析。三种分析方法的结果基本相同,均为0.11mv左右。从原理和实验两个方面证明了基于仪放的模拟信号调理电路可以满足噪声低至0.2mv的红外探测器航天应用需求。在完成噪声量大小分析的同时进行了噪声频谱特性分析,证明了信息获取电路噪声主要成分是1/f噪声和白噪声,二者均满足高斯分布。     

红外探测器信息获取系统噪声特性

理论上完成了红外图像传感器信息获取电路的噪声建模,并且分别从仿真和测试两个方面对电路的噪声进行分析.三种分析方法的结果基本相同,均为0.11 m V左右.从原理和实验两个方面证明了基于仪放的模拟信号调理电路可以满足噪声低至0.2 m V的红外探测器航天应用需求.在完成噪声量大小分析的同时进行了噪声频谱特性分析,证明了信息获取电路噪声主要成分是1/f噪声和白噪声,二者均满足高斯分布.