Способ измерения шумовых параметров рассеяния активных приборов

Е 01 Т СКИХ ОЦИА ЛИСРЕСПУБЛИ РЕТЕНИЯ СТВ измеряют с пространен ных источи ного прибо электродам чение мнитральн в опре уммарныия шумоиков шумра к три рабмой состых плотиделяют и спек шумоотносительная задержка, рав-: ная разности суммарных. эа держек распространения шумов от эквивалентныхисточников шума к третьему ивторому элек. тродам;рабочая частота. ь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ И И АВТОРСКОМУ СВИЛ(711 Московский ордена Ленина иордена Октябрьской Революции авиационный институт им; Серго Орджоникидзе153) 621.37088,8)(56) Васильев Г.Н., Каменецкий 10.А.Волновые шумовые параметры транзисторов. - Микроэлектроника и полупроводниковые приборы. Под ред,А,А, Васенкова и А.Я. Федотова,М., "Советское радио", вып. 5,1980,Авторское свидетельство СССРВ 1027630, кл. 6 01 К 31/26 1981.54)57 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЯУМОВЬИ,ПАРАМЕТРОВ РАССЕЯНИЯ АКТИВНЫХ ПРИБОРОВ, включающий подключение трехэлектродов прибора к линиям передачи с согласованными нагрузками;измерение собственных спектральныхплотностей со стороны внутренних шумоввсех электродов, и определение мнимой составляющей взаимных спектраль-ных плотностей внутренних шумов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности и устойчивости измерения, дополнительно задержки расот эквивалента внутри активтьему и второму чую частоту, а эна" авляющей взаимных. остей внутренних э соотношения ственных спектральных плот-. ностей, измеренных со стороны Я третьего, второго и первого электродов соот" ветственно;.Изобретение относится к радиоизмерениям и может испопьэоватьсяпри проектировании усилителей, смесителей и других шумящих устройствна активных приборах,Цель: изобретения - повьшениеточности и устойчивости измерения.Для биполярного транзистора в качестве первого электрода принимается база транзистора, в качествевторого - коллектор, в качестветретьего - эмиттер. Для полевыхтранзисторов в качестве первогоэлектрода принимается затвор, в качестве второго - сток, в качестветретьего - исток.На чертеже показана схема одногоиз возможных устройств для осуществления; предложенного способа.К эмиттеру транзистора 1 с ноЪмощью коммутатора 2 в положении 2-1подключена согласованная нагрузка3, а к базе с помощью коммутатора4 в положение 4-1 - согласованнаянагрузка 5. Коллектор транзистора1 с помощью коммутатора 6 в положении 6-1 подключен к измерителю7 спектральных плотностей. Вход измерителя 7 согласован с передающимтрактом, (Цепи питания транзистора1 и отрезки подводящих линий начертеже не показаны ).Повьппение точности и устойчивости измерения шумовых параметров впредложенном способе обусловленоследующим.Кумы, возникающие в объеме полупроводника, распроСтраняются в сторо.ну электродов с различными задержками от каждой локальной областиЭих возникновения. Внешне действиешумов транзистора как автономногошестиполюсника проявляется в видеотраженных шумовых волн мощностиР, Р и Р, которые излучаютсясоответственно со стороны базы,эмиттера и коллектора в линии пере-дачи с согласнованными нагрузкамии могут быть выражены через соотвествующие шумовые токи, Так как шумы, обусловленные одним и тем же физическим процессом, полностью коррелированы:, их суммарный вкладв шумовые волны е,и е можнопредставить в виде результирующегошума, излучаемого эквивалентнымточечным источком.Шумовые волны мощности при ихраспространении от эквивалентных ь 9.Ео - .Е В 15где,: О.и.Е 9 - суммарные значенияраспространенияшумов от эквивалентных источников шумавнутри активного при. бора к коллектору иэмиттеру соответственно,Величины 6; могут быть измереныпри помощи известных методов,Нн одна из составляющих полноговремени 9задержки сигнала междуэмиттером и коллектором от частотыне зависит, Таким образом, относительная задержка б 9 также не зави 30сит от частоты, и аргумент югнвзаимной спектральной плотности7 в диапазоне частот является линейной функцией частотынь ц с ьВ 2 И+ э, (3 )3 где К - постоянная Больцмана;Т 293 К - стандартная шумоваяотемпература,аЕ- полоса частот,Величина 3 в формуле (3) обусловлена противоположным направлениемэмиттерного и коллекторного шумовых токов по отношению к транзисторупри-0.Так как по определению 50 агц Г : аес 1 (Т т р ),й, и 1 ь т фщ сТю в 6 к 1 ъ бэ . т эна В С выражается по формуле (1),то величина Э С на данной р;.бочей55 частотеможетбыть определеначерез параметр д 8 и измеренныесобственные спектральные плотностипо формуле (2 1 7486 гисточников к эмиттеру и коллектору претерпевают последовательно несколько этапов задержки, причем волны, распространяемые в сторену коллекто-г" ра, задерживаются больше, чем волны, распространяемые в сторону эмиттера.Поэтому результирующая шумовая волна 6, в сечении коллекторного контакта запаздывает относительно ре зУльтиРУющей волны еэ в сеченииэмиттерного контакта на некоторую величину д 9,.которая равнааботает ледующи Устройство р образом. На входе иэмер ся суммарная мощи излучаежх .транзи)-го электрода, а щими согласованны входом измерителя ственных спектрал производится по фин.); ).)5 где , - относит темпераителя 7 измеряет- ость шумовсторои со стороны также соответствую ми нагрузками и 7. Расчет собьных плотностей ормуле ю и)м 501 1 ельная шумовая тура шумов, нзлу входом иэмерител рону транзистора чаемьи7 в сто Эти результаты ие могут быть применены к транзистору-четырехполюснику, так как база транзистора-четырехполюсника при включении его 1 Опо схеме с общей базой ) заземлена,Поэтому шумовая волна мощности,,может быть отдельно измерена, и дляопределения вещественной составляющей 1взаимной спектральной плотности транзистора-четцрехполюсника с помощьюсобственнцх спектральных плотностейнвобхоДий)9 В;:информации недостаточно,20 .Кроме.:Фого,. базовая шумовая волнане поглощается в согласованной нагрузке, как в случае. транзисторашестиполосника, а полностью отражается от эквивалентной плоскостикороткого замыкания базы, В резуль-тате этого происходят перераспределение базовых шумов между эмиттероми коллектором, которое зависит от.Гкомплексных параметров транзистора именяется в диапазоне. частот. Таким образом, модуль и аргумент взаимной спектральной плотности транзистора-четырех"полюсника являются сложными функциями частоты. Их определение на основе составляющих полного времени за-.держки сигнала между эмиттером иколлектором невозможно.Способ может быть реализован спомощью устройства, приведенногона чертеже.ф ( 99 КК 6)1 ф которая справедлива при малых углах е: аО Яйся и практически выполняется на частотах вплоть до граничной частоты ,Относительная среднеквадратичная ошибка определения по формуле (4 ) равна б 1 щ фС)Квд Учитывае ("ввфкки принимая(-) ",) Ри) ительные погрешности величин с равными учим т фе1между61 1)Рассчтранэист изм соб н и ы аемС-диставржкиколл типового Точностьполного между как правитывая, что с с Влов) для пазона, яющих 9сигнала мерения с мен кто ром, пс. Учи эмиттеромло, не хуж5- модули параметров рассеявния транзистора-шестиполюсника.Положения коммутаторов 2,4 и 6, показанные на чертеже, соответствуют измерению параметра е . Для измерения параметракоммутатор 2 переээводится в положение 2"2,а коммутатор 4 - в положение 4-2. Для измерения параметра 71 коммутатор 6 нужно пере" вести в положение 6-3, а коммутатор 4 в положение 4-2, коммутатор 2 при этом должен находиться в положении 2-.Повышение устойчивос ти обусловлено тем,что все измерения шумовых пар;.метров производятся в согласованном тракте и отпадает необходимость в использовании рассогласованных нагрузок.Для оценки точности относительную среднеквадратичную ошибку д" измерения Ю, с на данной частоте рассчитываем предложенным и известным способами.Для наглядности при оценке точнос. ти предложенного способа рассматриваем приблизительную формулуСоставитель А. Ольховский тловач Техред Л аМартяшова Корректор Б. Гир едактор О. Заказ одлисн нлнал ППП Патент", г. Унгерна, ул, Проектная. 4 63/44 Тираж ВE61 ПИ Государс по делам изо 113035, Москва, венного комитета СС етений и открытий -35, Раушская наб.