一種vdmos器件低頻噪聲測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種VDMOS器件低頻噪聲測(cè)量裝置，其特點(diǎn)是，包括VDMOS偏置電路、噪聲匹配變壓器、放大單元、負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)、濾波單元、頻譜分析儀依次串聯(lián)；偏置電路激發(fā)待測(cè)器件VDMOS產(chǎn)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(cè)器件噪聲的量級(jí)；放大單元外接負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)穩(wěn)定放大器的放大增益，抑制環(huán)內(nèi)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(cè)的低頻噪聲。對(duì)低頻噪聲信號(hào)放大后，幾乎不會(huì)改變?cè)械脑肼曅盘?hào)固有的頻譜帶寬，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種VDMOS器件低頻噪聲測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的一種噪聲測(cè)量裝置，尤其涉及一種VDMOS器件低頻噪聲測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展與電力電子器件的更新?lián)Q代，功率VDMOS器件廣泛應(yīng)于電 子設(shè)備與變頻調(diào)速系統(tǒng)等領(lǐng)域。VDMOS質(zhì)量和可靠性關(guān)系到產(chǎn)品的使用壽命與使用者的人 身安全。
[0003] 近年來(lái)研宄發(fā)現(xiàn)低頻噪聲是表征VDMOS質(zhì)量和可靠性的一個(gè)重要敏感參數(shù)，因此 對(duì)VDMOS器件低頻噪聲測(cè)量在評(píng)估器件可靠性的研宄有著至關(guān)重要的意義。
[0004] 傳統(tǒng)的電路檢測(cè)法是對(duì)VDMOS器件的可靠性表征參數(shù)的檢測(cè)。即測(cè)量器件的導(dǎo) 通電阻、漏電流、閾值電壓、跨導(dǎo)等參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的變化來(lái)判斷其可靠性。其失效機(jī) 理是：在偏置條件下，隨著VDMOS柵級(jí)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(dǎo)致器件的導(dǎo)通電阻上升；二氧化硅表面、界面及氧化層內(nèi)的電荷位移變化會(huì)造成 VDMOS器件閾值電壓漂移。然而對(duì)于這些電參數(shù)的變化的測(cè)試需要進(jìn)行恒定電應(yīng)力、高低溫 循環(huán)和功率循環(huán)試驗(yàn)等加速壽命試驗(yàn)方法，不僅測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)而且?guī)в衅茐男酝瑫r(shí)還會(huì)引入 很大的噪聲，并且只能對(duì)器件所在批次進(jìn)行可靠性分析，對(duì)具體的器件無(wú)法給出精確的分 析結(jié)果。
[0005] 同時(shí)，傳統(tǒng)的低頻噪聲測(cè)量裝置為了獲取可測(cè)量的噪聲幅值，往往會(huì)提高放大器 的放大增益，對(duì)待測(cè)噪聲信號(hào)放大的同時(shí)，犧牲了待測(cè)噪聲的部分帶寬，這就會(huì)改變?cè)写?測(cè)噪聲固有頻帶寬度。因此這會(huì)對(duì)后期用頻譜儀分析待測(cè)噪聲，產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，也對(duì)評(píng)估 器件可靠性帶來(lái)了極大的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是，克服了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)器件破環(huán)性的缺點(diǎn)，對(duì)低頻噪聲信號(hào)放大后， 幾乎不會(huì)改變?cè)械脑肼曅盘?hào)固有的頻譜帶寬，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)量準(zhǔn)確的VDMOS器 件低頻噪聲測(cè)量裝置。
[0007] 本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種VDMOS器件低頻噪聲電路測(cè)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(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)、濾波 單元、頻譜分析儀依次串聯(lián)；所述的偏置電路，激發(fā)待測(cè)器件VDMOS產(chǎn)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(nèi)的背景噪 聲，使其低于待測(cè)器件噪聲的量級(jí)；所述的放大單元外接負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)穩(wěn)定放大器的放 大增益，抑制環(huán)內(nèi)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(cè)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(cè)噪聲的一個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0009] 所述VDMOS偏置電路具有極低的噪聲，有良好的響應(yīng)度以及較低的負(fù)載調(diào)整率， 能為負(fù)載變化提供快速的響應(yīng)。
[0010] 所述的VDMOS器件偏置電路是一種直流偏置交流耦合技術(shù)，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(jí)線圈匝數(shù)：次級(jí)線圈匝數(shù)=l:n，并滿足以下 關(guān)系式

【權(quán)利要求】
1. 一種VDMOS器件低頻噪聲電路測(cè)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(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)、濾波單元、頻譜分析儀依次串聯(lián)；所述的偏置電路激 發(fā)待測(cè)器件VDMOS產(chǎn)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(nèi)的背景噪聲，使其低于待測(cè)器件噪聲的量級(jí)；所述的放大單 元外接負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)穩(wěn)定放大器的放大增益，抑制環(huán)內(nèi)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(cè)的低頻噪聲。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測(cè)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(cè)噪聲的一個(gè)數(shù)量級(jí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測(cè)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(yīng)度以及較低的負(fù)載調(diào)整率，能為負(fù)載變化提供快 速的響應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測(cè)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(shù)，將其置于屏蔽罩中，并且，其輸出端 有一親合電容。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測(cè)量裝置，其特征在于，所述 的變壓器為升壓變壓器的初級(jí)線圈匝數(shù)：次級(jí)線圈匝數(shù)=l:n，并滿足以下關(guān)系式：
其中En為運(yùn)放的噪聲電壓，In為為運(yùn)放的噪聲電流，Zn為噪聲源的內(nèi)阻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測(cè)量裝置，其特征在于，所述的變壓 器的初級(jí)損耗電阻遠(yuǎn)小于噪聲信號(hào)源的電阻，初級(jí)與次級(jí)之間各有一相互絕緣的屏蔽層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VDMOS器件低頻噪聲測(cè)量裝置，其特征在于，所述的負(fù)反 饋網(wǎng)絡(luò)是由JFET構(gòu)成的負(fù)反饋系統(tǒng)，利用柵源電壓來(lái)改變溝道電阻的大小，控制系統(tǒng)的反 饋。
【文檔編號(hào)】G01R29/26GK104459359SQ201410766216
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月14日
【發(fā)明者】陳曉娟, 李建坡, 郭立泉, 姜萬(wàn)昌, 李楠, 趙立權(quán), 吳潔, 樊欣欣 申請(qǐng)人:東北電力大學(xué)