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的验证和应用

从图4.7中的态噪声，即噪声脉冲的幅度基本一致。这种爆裂噪声多见于其他半导体器件，而非厚膜电阻之中[30]。大多数其他种类电阻的爆裂噪声的脉冲高度是不一样的，可能会同时存在两三种高度的脉冲。脉冲的高度是由电阻材料中高场强部位中的微观缺陷态所导致的。每个足以激发出爆裂噪声的微观缺陷，对应着一个脉冲。如果样品材料中含有多个足以在高场强下激发出爆裂噪声的缺陷，则该器件的爆裂噪声时域波形中会含有多种高度的脉冲，其频域中会含有明显的洛伦兹谱，因而不会再表现为典型的爆裂噪声曲线。

我们对不同电压下的爆裂噪声时域信号进行了测试，如下图所示：

从以上图中我们可以看到，爆裂噪声在低电压下并不明显，但随着所加直流偏置电压的增加而变得强烈。该现象可用电场强度对厚膜电阻中的爆裂噪声的影响来解释。厚膜电阻中的爆裂噪声主要是由绝缘介质中的缺陷在高场强下引起的。因此影响爆裂噪声的因素有两个，即电阻体中的缺陷数量和这些缺陷所处的电场强度。当器件偏压较低时，器件中的电场较低，因此即便有个别缺陷处于高场强，其相对电场强度还是比较小，因而爆裂噪声不明显。随着电压的不断增大，电阻体材料的电场强度不断增加，从而导致个别相对场强较高的缺陷区域的电场的绝对强度大幅增加，从而加强了产生-复合中心对于载流子的俘获和释放，导致爆裂噪声更加明显。

在实际工程应用中，为了降低厚膜电阻的噪声，除了对电阻进行筛选之外，另外一个有效的方法是尽量使厚膜电阻两端偏压置于低电压水平，以免激发出强烈的爆裂噪声。同时在应用条件允许的情况下，尽量选择同阻值中尺寸较大的厚膜电阻也可以有效降低样品的噪声水平。