一種vdmos器件低頻噪聲測量裝置制造方法
【專利摘要】本發明是一種VDMOS器件低頻噪聲測量裝置，其特點是，包括VDMOS偏置電路、噪聲匹配變壓器、放大單元、負反饋網絡、濾波單元、頻譜分析儀依次串聯；偏置電路激發待測器件VDMOS產生噪聲，偏置電路輸出端與變壓器相連；噪聲匹配變壓器與放大單元相連降低放大單元的背景噪聲，使其低于待測器件噪聲的量級；放大單元外接負反饋網絡，用來穩定放大器的放大增益，抑制環內噪聲濾波單元與頻譜分析儀相連，濾除額外的頻率成分，得到待測的低頻噪聲。對低頻噪聲信號放大后，幾乎不會改變原有的噪聲信號固有的頻譜帶寬，具有結構簡單，使用方便，測量準確等優點。
【專利說明】一種VDMOS器件低頻噪聲測量裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及的一種噪聲測量裝置，尤其涉及一種VDMOS器件低頻噪聲測量裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著半導體技術的發展與電力電子器件的更新換代，功率VDMOS器件廣泛應于電 子設備與變頻調速系統等領域。VDMOS質量和可靠性關系到產品的使用壽命與使用者的人 身安全。
[0003] 近年來研宄發現低頻噪聲是表征VDMOS質量和可靠性的一個重要敏感參數，因此 對VDMOS器件低頻噪聲測量在評估器件可靠性的研宄有著至關重要的意義。
[0004] 傳統的電路檢測法是對VDMOS器件的可靠性表征參數的檢測。即測量器件的導 通電阻、漏電流、閾值電壓、跨導等參數，根據這些參數的變化來判斷其可靠性。其失效機 理是：在偏置條件下，隨著VDMOS柵級氧化層中電荷不斷增加，溝道中載流子迀移率的變 化，最終導致器件的導通電阻上升；二氧化硅表面、界面及氧化層內的電荷位移變化會造成 VDMOS器件閾值電壓漂移。然而對于這些電參數的變化的測試需要進行恒定電應力、高低溫 循環和功率循環試驗等加速壽命試驗方法，不僅測量時間長而且帶有破壞性同時還會引入 很大的噪聲，并且只能對器件所在批次進行可靠性分析，對具體的器件無法給出精確的分 析結果。
[0005] 同時，傳統的低頻噪聲測量裝置為了獲取可測量的噪聲幅值，往往會提高放大器 的放大增益，對待測噪聲信號放大的同時，犧牲了待測噪聲的部分帶寬，這就會改變原有待 測噪聲固有頻帶寬度。因此這會對后期用頻譜儀分析待測噪聲，產生嚴重的干擾，也對評估 器件可靠性帶來了極大的影響。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是，克服了現有技術對器件破環性的缺點，對低頻噪聲信號放大后， 幾乎不會改變原有的噪聲信號固有的頻譜帶寬，結構簡單，使用方便，測量準確的VDMOS器 件低頻噪聲測量裝置。
[0007] 本發明的目的是由以下技術方案來實現的：一種VDMOS器件低頻噪聲電路測量裝 置，其特征在于：包括一種VDMOS偏置電路、噪聲匹配變壓器、放大單元、負反饋網絡、濾波 單元、頻譜分析儀依次串聯；所述的偏置電路，激發待測器件VDMOS產生噪聲，偏置電路的 輸出端與變壓器相連；所述的噪聲匹配變壓器與放大單元相連降低放大單元內的背景噪 聲，使其低于待測器件噪聲的量級；所述的放大單元外接負反饋網絡，用來穩定放大器的放 大增益，抑制環內的噪聲；所述的濾波單元與相連頻譜分析儀相連，濾除額外的頻率成分， 得到所測的低頻噪聲。
[0008] 所述裝置中的器件均是低噪聲器件，小于待測噪聲的一個數量級。
[0009] 所述VDMOS偏置電路具有極低的噪聲，有良好的響應度以及較低的負載調整率， 能為負載變化提供快速的響應。
[0010] 所述的VDMOS器件偏置電路是一種直流偏置交流耦合技術，將其置于屏蔽罩中， 并且，其輸出端有一親合電容。
[0011] 所述的變壓器為升壓變壓器的初級線圈匝數：次級線圈匝數=l:n，并滿足以下 關系式
【權利要求】
1. 一種VDMOS器件低頻噪聲電路測量裝置，其特征在于：包括一種VDMOS偏置電路、噪 聲匹配變壓器、放大單元、負反饋網絡、濾波單元、頻譜分析儀依次串聯；所述的偏置電路激 發待測器件VDMOS產生噪聲，偏置電路的輸出端與變壓器相連；所述的噪聲匹配變壓器與 放大單元相連降低放大單元內的背景噪聲，使其低于待測器件噪聲的量級；所述的放大單 元外接負反饋網絡，用來穩定放大器的放大增益，抑制環內的噪聲；所述的濾波單元與相連 頻譜分析儀相連，濾除額外的頻率成分，得到所測的低頻噪聲。
2. 根據權利要求1所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測量裝置，其特征在于，所述裝置中 的器件均是低噪聲器件，小于待測噪聲的一個數量級。
3. 根據權利要求1所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測量裝置，其特征在于，所述VDMOS 偏置電路具有極低的噪聲，有良好的響應度以及較低的負載調整率，能為負載變化提供快 速的響應。
4. 根據權利要求1或3所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測量裝置，其特征在于，所述 的VDMOS器件偏置電路是一種直流偏置交流耦合技術，將其置于屏蔽罩中，并且，其輸出端 有一親合電容。
5. 根據權利要求1所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測量裝置，其特征在于，所述 的變壓器為升壓變壓器的初級線圈匝數：次級線圈匝數=l:n，并滿足以下關系式：
其中En為運放的噪聲電壓，In為為運放的噪聲電流，Zn為噪聲源的內阻。
6. 根據權利要求5所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測量裝置，其特征在于，所述的變壓 器的初級損耗電阻遠小于噪聲信號源的電阻，初級與次級之間各有一相互絕緣的屏蔽層。
7. 根據權利要求1所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測量裝置，其特征在于，所述的負反 饋網絡是由JFET構成的負反饋系統，利用柵源電壓來改變溝道電阻的大小，控制系統的反 饋。
【文檔編號】G01R29/26GK104459359SQ201410766216
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月14日 優先權日:2014年12月14日
【發明者】陳曉娟, 李建坡, 郭立泉, 姜萬昌, 李楠, 趙立權, 吳潔, 樊欣欣 申請人:東北電力大學