電子器件會(huì)有不同類(lèi)型的噪聲源，包括熱噪聲、白噪聲和1/f噪聲。1/f噪聲是低頻電子噪聲，其電流（ISD）或功率（PSD）頻譜密度與頻率成反比，見(jiàn)下圖典型噪聲譜，前面是1/f噪聲，大小和頻率相反，后面是白噪聲，均勻分布。由于1/f噪聲反映了器件的質(zhì)量、可靠性等參數(shù) , 其研究越來(lái)越為人們所重視。

1/f噪聲測(cè)試

為確定器件的1/f噪聲，我們通常要測(cè)量電流相對(duì)于時(shí)間的關(guān)系，然后通過(guò)快速傅立葉變換（FFT）把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻域。為保證準(zhǔn)確性，儀器本身噪聲必須小于DUT噪聲，所以測(cè)試方案推薦使用能測(cè)試極小電流的4200A-SCS。

源測(cè)量單元（SMU）和脈沖測(cè)量單元（PMU）是泰克4200A-SCS的兩個(gè)模塊，其在時(shí)域中測(cè)量及提供電流和電壓。SMU和PMU以恒定速率獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，使用Clarius軟件內(nèi)置的FFT功能將時(shí)域電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻域中的參數(shù)，完成1/f噪聲測(cè)試。4200A-SCS擁有完整的測(cè)試庫(kù)，可以方便地進(jìn)行1/f噪聲測(cè)試。

1/f噪聲的最低頻率由測(cè)試總時(shí)間決定，Bwmin=1/T， 這里T是測(cè)試總時(shí)間，比如T是100秒，則測(cè)試的最小頻率是10m Hz；1/f 噪聲的最高頻率由采樣率決定，BWmax=1/dt，這里dt是指采樣間隔時(shí)間，1/f噪聲測(cè)試要求測(cè)試采樣間隔時(shí)間是固定的，比如采樣率是1024S/s，則測(cè)試的最大頻率是512Hz。

4200A的SMU和PMU都可以用于1/f噪聲測(cè)試，SMU噪聲要比PMU小，但SMU的電流測(cè)量速度要比PMU慢，因此最高測(cè)試頻率SMU可以到80Hz以上，但PMU可以達(dá)到1KHz以上。所以實(shí)際測(cè)試時(shí)，要根據(jù)測(cè)試精度和最高測(cè)試頻率來(lái)決定使用SMU還是PMU進(jìn)行測(cè)試，也可利用SMU和PMU各自的優(yōu)點(diǎn)組合使用。

我們可以根據(jù)DUT的情況選擇兩端口或三端口測(cè)試，也可以根據(jù)測(cè)試的精度和測(cè)試頻率范圍，選擇使用SMU還是PMU，甚至兩者的組合進(jìn)行測(cè)試；以SMU為例，SMU1連接到柵極，給柵極加電壓，SMU2連接到漏極，給漏極加電壓，測(cè)量漏極電流：

1/f噪聲測(cè)試項(xiàng)目及方案

4200A集成了多個(gè)Test，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單參數(shù)修改即可直接使用；使用SMU可以在Clarius軟件里搜索“smu-isd”，使用PMU可以直接在軟件里搜索“pmu-isd”，三端口測(cè)試可以在軟件里搜索“mosfet-isd”；為方便使用，可以將兩端口、三端口，以及SMU、PMU各種測(cè)試Test集合組成一個(gè)Project，根據(jù)不同測(cè)試精度和測(cè)試頻率選擇使用。

搭建1/f噪聲測(cè)試方案如下

• 4200A主機(jī)及Clarius軟件

• 兩個(gè)SMU+兩個(gè)4200-PA

• (可選）一個(gè)PMU+兩個(gè)RPM

泰克方案優(yōu)勢(shì)

?  10fA小電流測(cè)試能力

?  Clarius軟件自帶isd test，操作方便

?  不同模塊組合測(cè)試1/f噪聲，優(yōu)化速度與精度