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.     

光电耦合器电流传输比的噪声表征

光电耦合器中可俘获载流子的陷阱密度是影响其电流传输比(CTR)的重要因素,并与器件可靠性有密切关系.在器件内部的多种噪声中,1/f噪声可有效地表征器件陷阱密度.本文在研究光电耦合器工作原理以及1/f噪声理论的基础上,建立了光电耦合器的CTR表征模型和1/f噪声模型.在输入电流宽范围变化的条件下,测量了器件的电学噪声和CTR变化,实验结果验证了以上模型的正确性.将CTR模型与噪声模型相结合,得到了CTR与1/f噪声之间的关系.此关系应用于对光电耦合器辐照实验结果的分析,实验结果与理论得到的结论一致.理论与实验结果表明,噪声幅值越大,电流指数越接近于2,则器件的可靠性越差,相同工作条件下CTR的老化衰减量越大,其失效率显著增大.从而证明噪声可表征光电耦合器的CTR并能准确地反映器件的可靠性.     

光电耦合器电流传输比的噪声表征

光电耦合器中可俘获载流子的陷阱密度是影响其电流传输比(CTR)的重要因素,并与器件可靠性有密切关系.在器件内部的多种噪声中,1/f噪声可有效地表征器件陷阱密度.本文在研究光电耦合器工作原理以及1/f噪声理论的基础上,建立了光电耦合器的CTR表征模型和1/f噪声模型.在输入电流宽范围变化的条件下,测量了器件的电学噪声和CTR变化,实验结果验证了以上模型的正确性.将CTR模型与噪声模型相结合,得到了CTR与1/f噪声之间的关系.此关系应用于对光电耦合器辐照实验结果的分析,实验结果与理论得到的结论一致.理论与实验结果表明,噪声幅值越大,电流指数越接近于2,则器件的可靠性越差,相同工作条件下CTR的老化衰减量越大,其失效率显著增大.从而证明噪声可表征光电耦合器的CTR并能准确地反映器件的可靠性.     

DC/DC电源用光电耦合器低频噪声测试方法研究

光电耦合器是DC/DC电源的关键器件,光电耦合器低频噪声的随机增大是该类电源主要失效模式之一。目前,国内尚未形成光电耦合器低频噪声的有效测试方法,更未建立相关标准。文章详细分析了光电耦合器低频噪声特性及产生机理,提出了其低频噪声测试的偏置电路、测试设备和测试方法。针对用于DC/DC电源的典型光电耦合器(4N47)的实测结果表明,该方法能够准确测试光电耦合器的低频噪声,为DC/DC电源用光电耦合器的系统适用性和典型故障提供了一种有效的评估方法。     

光电耦合器的辐照损伤机理研究现状及趋势

随着光电耦合器件在空间环境和核辐射领域的广泛应用,近年来对光电耦合器件的抗辐照性能的研究越来越多.文章主要介绍了辐照对光电耦合器的损伤机理,重点介绍了光电耦合器的辐照效应,特别是电参数辐照效应;针对光电耦合器目前研究的情况,分析了其研究趋势,并提出了一种新的光电耦合器辐照研究方法--低频噪声可靠性表征方法.     

光电耦合器件低频噪声特性与可靠性老化研究

在宽的输入偏置电流范围条件下,开展了光电耦合器件低频噪声特性测试与功率老化和高温老化的可靠性试验研究。结果表明,光电耦合器件的低频噪声主要是内部光敏晶体管1/f噪声,并随输入偏置电流的增大呈现先增大后减小的规律,这与器件的工作状态密切相关。功率老化试验后,高输入偏置电流条件下的低频噪声有所增大,这归因于电应力诱发的有源区缺陷。高温老化试验后,整个器件线性工作区条件下的低频噪声都明显增大,说明温度应力能够更多地激发器件内部的缺陷。相对于1/f噪声幅度参量,低频噪声宽带噪声电压参量可以更灵敏准确地进行器件可靠性表征。     

混合集成光电耦合器噪声特性研究

光电耦合器件作为光电混合器件比一般分立器件结构复杂，其内部噪声的种类较多，在低频时主要表现为1/f噪声，高频时主要表现为散粒噪声。本文在介绍光电耦合器件工作原理的基础上，从理论上分析了1/f噪声产生机理。设计了噪声测量方法，并通过对其测量结果分析，深入研究了噪声和光电耦合器质量与可靠性的关系。     

基于马氏距离的太阳能电池可靠性筛选方法研究

通过测量太阳能电池的内部低频噪声,可以快速、无损地实现太阳能电池的可靠性筛选分类。提出基于马氏距离的筛选方法分析噪声数据,进而得到全频段的噪声筛选判据。实验结果表明,本文方法和基于个别频率点的噪声分类方法相比,马氏距离筛选方法更加全面地反映了太阳能电池的整体低频噪声水平,不仅可以剔除1/f噪声大的太阳能电池,还可以剔除G-R(genera-tion-recombination)噪声和爆裂噪声大的太阳能电池,因此能将一批太阳能电池进行更为准确、精细的可靠性分类。     

基于低频噪声检测光耦器件可靠性的频域筛选方法?

针对光耦器件可靠性筛选,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,确定筛选的阈值,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。     

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。     

光电耦合器件g-r噪声模型

在宽范围偏置条件下，测量了光电耦合器件的g-r（产生-复合）噪声．实验结果表明，随着偏置电流的增加，g-r噪声逐渐向高频移动，其噪声幅值呈现先增加后减小的变化规律．通过测量前级噪声和后级噪声，发现光电耦合器件g-r噪声来源于后级的光敏三极管．基于载流子数涨落机制，建立了一个光电耦合器件g-r噪声的定量分析模型．实验结果和本文模型符合良好．     

测量噪声功率谱作为筛选光电耦合器件的方法研究（Ⅱ）

在文献「１」中作者曾提出用测量光电耦合器件噪声功能率谱的方法,筛选光电耦合器件。此 根据低频噪声的幅值。但在实验中发现,由于１／ｆ、ｇ－ｒ和爆裂噪声三者之间相关性较弱,在剔除掉１／ｆ噪声值较大的器件后,ｇ－ｒ噪声和爆裂噪声较大的器件却可能未被易除。     

光电耦合器电离辐射损伤噪声相关性模型

在总结光电耦合器噪声产生机制的基础上,建立光电耦合器电离辐射损伤1/f噪声相关性模型,并通过辐照实验验证了模型的正确性。该模型全面分析了光电耦合器的电离辐射损伤,为噪声参量用于光电耦合器电离辐射损伤表征提供了理论依据。     

Origin of low-frequency noise in pentacene field-effect transistors

Measurements of power spectral density (PSD) of low-frequency noise (LFN) in pentacene field-effect transistors reveal the preponderance of a 1/f-type PSD behavior with the amplitude varying as the squared transistor gain and increasing as the inverse of the gate surface area. Such features impose an interpretation of LFN by carrier number fluctuations model involving capture/release of charges on traps uniformly distributed over the gate surface. The surface slow trap density extracted by the noise analysis is close to the surface states density deduced independently from static I(V) data, which confirms the validity of the proposed LFN interpretation. Further, we found that the trap densities in bottom-contact (BC) devices were higher than in their top-contact (TC) counterparts, in agreement with observations of a poorer crystal structure of BC devices, in the contact regions in particular. At the highest bias the noise originating from the contact resistance is also shown to be a dominant component in the PSD, and it is well explained by the noise originating from a gate-voltage dependent contact resistance. A gate area scaling was also performed, and the good scaling and the dispersion at the highest bias confirm the validity of the applied carrier number fluctuations model and the predominant contact noise at high current intensities.     

1/f, g–r and burst noise used as a screening threshold for reliability estimation of optoelectronic coupled devices

In this paper the theoretical analysis of noise sources in Optoelectronic Coupled Devices (OCDs) is given and the relation between typical defects and 1/f, g–r and burst noise is described. According to statistical and experimental results, a threshold to screen potential devices with excess noise is derived, which has been proved theoretically that the screening criterion is reasonable. Moreover, the experimental results show that the method is of practical value.     

An improvement on noise criterion used as a reliability screening parameter for BJTS and experimental results

It has been reported that after a lifetest not all rejected devices initially exhibit an excess low frequency noise, so that the regular noise criterion using initial noise level measured before a lifetest is insufficient in the industrial application to reliability screening. An improved method used for initial discarding of faulty bipolar junction transistors on the basis of the initial noise before the lifetest and the noise variation after the conventional reliability screening test has been suggested [Yisong Dai, Microelectron. Reliab. 33, 2207–2215 (1993)]. In this paper we report the theoretical analysis and experimental results, which demonstrate that this refined approach is more effective for reliability screening of devices exhibiting long-term parameter drift failure.