高阻器件低频噪声测试技术与应用研究--高阻器件噪声测试技术

流过待测电容C 1的噪声漏电流会在R1上产生一个噪声电压压降，放大器测试的是R1上的噪声电压信号。R1选用大阻值绕线电阻，但相对于放大器，R1相当于低源阻抗，这样信号就不会被衰减，而且由于R1被认为是无噪声的，这样来自R 1的噪声信号就是C 1的噪声信号。

图3.4中的方法存在如下问题：由于R l和C 1形成了一个低通滤波网络，因此当角频率ω≥1/ R₁C₁时，信号会由于滤波网络的存在而衰减，形成下图所示的频谱图：

可以看到信号从200Hz开始严重衰减，即便放大器的放大倍数再小，频带再大也无法改变衰减。由此可见该方法的严重缺陷同样是无法观察到更高频率的频谱图像。

（5）对称电位测试方法无法测单个器件

已有针对高阻值电阻的噪声测试技术原理图如上图所示，R D为待测电阻，该电路一次测量两个电阻R D的噪声并且采用两个电压值相同的电池供电，J 1为一级放大，其从电路结构中我们可以看出，理论上两个电阻两端的电压可以无穷大，这是因为J 1的输入永远保持在接近零伏的电位，不会使放大器饱和。

图3.6中的对称电位测试方法有如下的缺点：首先，它的一个严重缺陷是无法测单个器件的噪声；其次，他要求两个样品的阻抗完全相等，对于特别大阻值的电阻，由于其工艺精度有限，两测试样品阻值相等是极难做到的理想情况。

（6）多级放大器噪声过大

为了缓解电流放大器带宽过窄的问题，有研究者使用了多级放大的方法[6]，这样可以达到展宽带宽的效果，如图3.7所示。该方法将电流放大器作为第一级放大，适当减小第一级的放大倍数，由此展宽信号通频带。第一级减小的放大倍数由第二级电压放大器来补偿，从而确保噪声信号的在放大倍数总体不减小的情况下展宽通频带。

虽然该方法可以展宽带宽，但是这是以增大系统本底噪声为代价，从而降低了测试精度，这种现象从下图中就可以看出：

上图是SR570跨阻放大器的本底噪声和放大倍数的关系，可以明显的看到，当放大倍数降低时，系统本底噪声会大幅增加，严重限制了测试系统的精度，这样的测试系统难以测到较低的噪声。我们经过实际测试发现在大多数的测试中，该二级放大电路的本底噪声远大于待测信号，无法使用。