一种vdmos器件低频噪声测量装置制造方法
【专利摘要】本发明是一种VDMOS器件低频噪声测量装置，其特点是，包括VDMOS偏置电路、噪声匹配变压器、放大单元、负反馈网络、滤波单元、频谱分析仪依次串联；偏置电路激发待测器件VDMOS产生噪声，偏置电路输出端与变压器相连；噪声匹配变压器与放大单元相连降低放大单元的背景噪声，使其低于待测器件噪声的量级；放大单元外接负反馈网络，用来稳定放大器的放大增益，抑制环内噪声滤波单元与频谱分析仪相连，滤除额外的频率成分，得到待测的低频噪声。对低频噪声信号放大后，几乎不会改变原有的噪声信号固有的频谱带宽，具有结构简单，使用方便，测量准确等优点。
【专利说明】一种VDMOS器件低频噪声测量装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的一种噪声测量装置，尤其涉及一种VDMOS器件低频噪声测量装置。
【背景技术】
[0002] 随着半导体技术的发展与电力电子器件的更新换代，功率VDMOS器件广泛应于电 子设备与变频调速系统等领域。VDMOS质量和可靠性关系到产品的使用寿命与使用者的人 身安全。
[0003] 近年来研宄发现低频噪声是表征VDMOS质量和可靠性的一个重要敏感参数，因此 对VDMOS器件低频噪声测量在评估器件可靠性的研宄有着至关重要的意义。
[0004] 传统的电路检测法是对VDMOS器件的可靠性表征参数的检测。即测量器件的导 通电阻、漏电流、阈值电压、跨导等参数，根据这些参数的变化来判断其可靠性。其失效机 理是：在偏置条件下，随着VDMOS栅级氧化层中电荷不断增加，沟道中载流子迀移率的变 化，最终导致器件的导通电阻上升；二氧化硅表面、界面及氧化层内的电荷位移变化会造成 VDMOS器件阈值电压漂移。然而对于这些电参数的变化的测试需要进行恒定电应力、高低温 循环和功率循环试验等加速寿命试验方法，不仅测量时间长而且带有破坏性同时还会引入 很大的噪声，并且只能对器件所在批次进行可靠性分析，对具体的器件无法给出精确的分 析结果。
[0005] 同时，传统的低频噪声测量装置为了获取可测量的噪声幅值，往往会提高放大器 的放大增益，对待测噪声信号放大的同时，牺牲了待测噪声的部分带宽，这就会改变原有待 测噪声固有频带宽度。因此这会对后期用频谱仪分析待测噪声，产生严重的干扰，也对评估 器件可靠性带来了极大的影响。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是，克服了现有技术对器件破环性的缺点，对低频噪声信号放大后， 几乎不会改变原有的噪声信号固有的频谱带宽，结构简单，使用方便，测量准确的VDMOS器 件低频噪声测量装置。
[0007] 本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种VDMOS器件低频噪声电路测量装 置，其特征在于：包括一种VDMOS偏置电路、噪声匹配变压器、放大单元、负反馈网络、滤波 单元、频谱分析仪依次串联；所述的偏置电路，激发待测器件VDMOS产生噪声，偏置电路的 输出端与变压器相连；所述的噪声匹配变压器与放大单元相连降低放大单元内的背景噪 声，使其低于待测器件噪声的量级；所述的放大单元外接负反馈网络，用来稳定放大器的放 大增益，抑制环内的噪声；所述的滤波单元与相连频谱分析仪相连，滤除额外的频率成分， 得到所测的低频噪声。
[0008] 所述装置中的器件均是低噪声器件，小于待测噪声的一个数量级。
[0009] 所述VDMOS偏置电路具有极低的噪声，有良好的响应度以及较低的负载调整率， 能为负载变化提供快速的响应。
[0010] 所述的VDMOS器件偏置电路是一种直流偏置交流耦合技术，将其置于屏蔽罩中， 并且，其输出端有一親合电容。
[0011] 所述的变压器为升压变压器的初级线圈匝数：次级线圈匝数=l:n，并满足以下 关系式
【权利要求】
1. 一种VDMOS器件低频噪声电路测量装置，其特征在于：包括一种VDMOS偏置电路、噪 声匹配变压器、放大单元、负反馈网络、滤波单元、频谱分析仪依次串联；所述的偏置电路激 发待测器件VDMOS产生噪声，偏置电路的输出端与变压器相连；所述的噪声匹配变压器与 放大单元相连降低放大单元内的背景噪声，使其低于待测器件噪声的量级；所述的放大单 元外接负反馈网络，用来稳定放大器的放大增益，抑制环内的噪声；所述的滤波单元与相连 频谱分析仪相连，滤除额外的频率成分，得到所测的低频噪声。
2. 根据权利要求1所述的一种VDMOS器件低频噪声测量装置，其特征在于，所述装置中 的器件均是低噪声器件，小于待测噪声的一个数量级。
3. 根据权利要求1所述的一种VDMOS器件低频噪声测量装置，其特征在于，所述VDMOS 偏置电路具有极低的噪声，有良好的响应度以及较低的负载调整率，能为负载变化提供快 速的响应。
4. 根据权利要求1或3所述的一种VDMOS器件低频噪声测量装置，其特征在于，所述 的VDMOS器件偏置电路是一种直流偏置交流耦合技术，将其置于屏蔽罩中，并且，其输出端 有一親合电容。
5. 根据权利要求1所述的一种VDMOS器件低频噪声测量装置，其特征在于，所述 的变压器为升压变压器的初级线圈匝数：次级线圈匝数=l:n，并满足以下关系式：
其中En为运放的噪声电压，In为为运放的噪声电流，Zn为噪声源的内阻。
6. 根据权利要求5所述的一种VDMOS器件低频噪声测量装置，其特征在于，所述的变压 器的初级损耗电阻远小于噪声信号源的电阻，初级与次级之间各有一相互绝缘的屏蔽层。
7. 根据权利要求1所述的一种VDMOS器件低频噪声测量装置，其特征在于，所述的负反 馈网络是由JFET构成的负反馈系统，利用栅源电压来改变沟道电阻的大小，控制系统的反 馈。
【文档编号】G01R29/26GK104459359SQ201410766216
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月14日 优先权日:2014年12月14日
【发明者】陈晓娟, 李建坡, 郭立泉, 姜万昌, 李楠, 赵立权, 吴洁, 樊欣欣 申请人:东北电力大学