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1、ICS31.020L04中 华 人 民 共 和 国 电 子 行 业 标 准SJ/T117692020电子元器件低频噪声参数测试方法通用要求Generalrequirementsforlow-frequencynoiseparametersmeasurementmethodofelectroniccomponentsanddevices2020-12-09发布2021-04-01实施中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部发 布SJ/T117692020次目-XJL.1刖gIII引言V1范围2规 范 性 引 用 文 件3术语和定义.4测 试 条 件 及 要 求34.1低 频 噪 声
2、 测i4.2低 频 噪$5测 试 系 统3345.1测i5.2测i6测 试 程,6.16.2m6.3数1445556SJ/T117692020言刖本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担这些专利的责任。本标准由基于低频噪声技术的电子元器件可靠性无损检测标准工作组归口。本标准起草单位：工业和信息化部电子第五研宂所、中国运载火箭技术研宄院、西安电子科技大学、中国电子技术标准化研宄院、苏州半导体总厂有限公司、深圳市量为科技有限公司、中国空间技术研究院、中国电力科学研宄院。本标准主要起草人：罗宏大宇、张蓬鹤。W飞、梁永红、黄平、顾惠萍、
3、张oIIISJ/T117692020言引低频噪声是表征电子元器件质量和可靠性的敏感参数，利用电子元器件的低频噪声特性作为质量和可靠性检验评估的方法在许多领域得到广泛应用，并在提升产品品质方面取得显著成效。我国是电子元器件产品生产和使用大国，基于低频噪声技术的电子元器件可靠性无损检测标准对于促进低频噪声技术的发展应用和提高电子元器件产品品质具有重要意义。基于低频噪声技术的电子元器件可靠性无损检测标准体系架构分为两个系列：(1)电子元器件低频噪声参数籠i(2)基于低频噪声参数乾电子元器件低频噪$基础。根据电子元器电子元器件低频电子元器件的彳晶体管低频afeS法等。性件可靠性无损评价方法的展标准制定
4、和应用工作，勺原理和应用需求t的标准系列包括：电子元器件低和躁角參I薄试方法通用要求和具体f参数测试方法、噪声参数测试方职试方法，后者包括但不限于:光电耦噪声参数测试嗓声参数测试的_|术语、内具体电子本标准的构成及试方法标系KH牛、测试系统t频噪声参数测测序等制定本标准体他类型数测试提供子S1SJ/T117692020电子元器件低频噪声参数测试方法通用要求1范围本标准规定了电子元器件1Hz300kHz频率范围内的噪声参数测试方法和相应的测试系统的通用要求。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（
5、包括所有的修改单）适用于本文件GB/T2421.1电工电子产品环境试验概述和指南GJB/Z35元器件降额准则GJB3007防静电工作区技术要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1噪声noise物理量在统计上的随机涨落。3.2电噪声electricalnoise电子元器件内部的载流子随机运动引起的电压或电流的涨落。3.3低频噪声low-frequencynoise电子元器件在低频段频率范围内的电噪声。注：常用的并在本标准中采用的低频噪声频率范围为1Hz300kHz3.4噪声电压noisevoltage电子元器件两端电压的随机涨落。注：用表示，单位为伏特（V)3.5噪声电压有效值RMSv
6、alueofnoisevoltage噪声电压在一定带宽内的均方根值。注：用表示，单位为伏特（V)3.6噪声电压峰-峰值peak-peakvalueofnoisevoltage噪声电压在一定带宽内的峰-峰值。注：用*Mp#表示，单位为伏特（V)SJ/T1176920203.7噪声电流noisecurrent电T元器件两端电流的随机涨落。注：用4表示，单位为安培A)。3.8噪声电流有效值RMSvalueofnoisecurrent噪声电流在一定带宽内的均方根值。注：用/表示，单位为安培A)3.9噪声电流峰-峰值peak-peakvalueofngi噪声电流在一定带宽内的峰注：用zn(p_p表示，单
7、位为3.10等效输入噪声电注：用Wni表示3.11等效输,电子元注：用入噪3.12噪声电p噪声电今:注msX?度是立为V21Izo3.13噪声电流噪声电流功舞注：用&(/)表示，位为ASpowerspectraldensityofnoisecurrent萌率点处单位频宽内噪声电流的均方值。3.14等效输入噪声电压功电子元器件输出端的噪声注：用知,(/)表示，单位为VVHzputnoisevoltage功率谱密度。3.15等效输入噪声电流功率谱密度powerspectraldensityofequivalentinputnoisecurrent电子元器件输出端的噪声电流功率谱密度折合到输入端的噪
8、声电流功率谱密度。注：用 表 示，A2/Hz3.16传输函数transferfunction电子器件在给定的偏置和频率等条件下对输入的电流或电压信号在其输出端的响应函数。注：一般采用白噪声测试方法，将白噪声作为被测器件的输入，测试器件输出的噪声功率谱密度。2SJ/T1176920203.17噪声系数noisefigure单位带宽内等效输入噪声电压有效值与源电阻所产生热噪声电压之比。注：用表示，单位为分贝dB)。Et=kTRsNF=201g(w/,)式中:源电阻，单位为欧姆Q);单位带宽内的等效输入噪声电压有效值，单位为伏特（V)源电阻兄所产生的热噪声电压，单位为伏特（V);玻尔兹曼常数，等子1
9、.38X10_23焦耳毎开尔文J/K);-测试环境温度，单位为开尔文K)。RsniEtkT3.18本底噪声除去被测电子元器件的低频噪声，由低频噪声参数测试系统及外界环境引起的总噪声。注：本标准采用噪声电压/电流功率谱密度或噪声电压/电流有效值表示本底噪声。noisefloor4测试条件及要求4.1低频噪声测试的环境条件除非另有规定，测试应在GBAT2421.1规定的及以下条件下进行：a)温度：15C35C;b)相对湿度：25%75%;c)气压：86kPa106kPa低频噪声测试环境及条件应满足GJB3007的防静电要求，避免损坏静电敏感器件。同时避免电、磁、光和机械等外界环境因素引入的千扰，4
10、.2低频噪声测试时被测电子元器件工作条件被测电子元器件的工作条件一般根据产品详细规范及相关要求进行配置。工作条件包括偏置电压、电流、信号、负载和相关外围电路（当有时）。除非另有规定，低频噪声测试时被测电子元器件工作条件的确定原则是：a)对于电子器件，一般采用静态工作模式作为低频噪声测试的工作条件。静态工作模式所涉及的偏置电压、电流、信号、负载和相关外围电路，应按产品电特性表所规定的典型测试条件确定。对于有多个静态工作模式的，选择与应用状态最接近的模式。如双极晶体管有饱和态、放大态和截止态三种工作模式，对于模拟信号应用场合，其主要工作模式为放大态，则此时应选择放大态作为低频噪声测试的工作模式。对
11、于数字信号应用场景，其主要工作模式为饱和态和截止态，考虑截止态无输出，应选择饱和态作为低频噪声测试的工作模式。对于动态工作的器件，应使其输出尽量稳定在直流输出状态。对于输出无法稳定在直流工作状态的，应尽量稳定在周期输出状态。b)对于电子元件，一般采用典型使用状态作为低频噪声测试的工作条件。对于典型使用状态为区间范围的元件专业，可按GJB/Z35规定的I级降额准则确定工作条件。SJ/T117692020c)对于可能列入电子元件分类，但实际内部存在有源器件的二次集成类元器件，如固体继电器等，应参照电子器件的原则配置工作条件。5测试系统的构成及要求5.1测试系统的构成低频噪声测试系统按照配H可分为含
12、白噪声源的系统和无白噪声源的系统，使用时根据电子元器件测试需求选用相应的配置。低频噪声测试系统原理框图如图1所示。低噪卢电源偏贾低嗓声前罝放大器数騮分屏蔽盒C6测试系Ia)低今b)白噪1分的提供百5.2低 噪 声 要 求 的 流测器件TO试要求_测器件传输函数测C)偏罝电d)低噪声前大器:1电子元器件低频噪声进行放大。盹实现对微弱e)数据采集分析号，并通过模数转的高速实时采集，进而噪声性能参数，保存测试的数据和W得Lf)屏蔽盒：减少外部干扰（包括工频50Hz及其倍频干扰、光辐射干扰等），对噪声测试的偏置电路、低噪声前置放大器和低噪声电源进行电磁屏蔽。子元器件低频噪声测试提供电压偏置、电跑应_足
13、够增益和带宽,集放大后的低频噪声信集模块，实现低频噪声信号处理，得到被测电了元器件各类n5.2测试系统的要求为了准确测量电子元器件的低频噪声，测试系统应满足如下要求：a)测试频率范围：最低频率不卨于1Hz最高频率不低于300kHz或被测电子元器件噪声参数要求的测试频率上限的10倍。b)测试系统采样率大于测试频率上限的2倍。c)测试系统的前置放大器增益误差1%。SJ/T117692020d)测试系统的时间序列测试准确度：时基不确定度2%,幅度不确定度5%。e)测试系统的频谱测试：频谱分辨率优于1Hz,频率不确定度2%,幅度不确定度5%。f)测试系统与被测电子元器件釆取屏蔽盒等外界干扰抑制措施，以
14、减少电、磁、光和机械等环境因素引入的干扰，同时采用低噪声电源，减少系统自身的噪声，从而保证测试系统本底噪声比被测电子元器件的噪声低一个数虽级以上或满足电子元器件噪声测试的相关要求。6测试程序6.1测试准备6.1.1测试系统的检查电子元器件低频噪声参数测试前，应首先对测试系统及相关部件进行检査，确保低噪声电源、白噪声源、偏罝电路、低噪声前置放大器和数据釆集分析设备等完好，连接正确。在不接入被测电T元器件的情况下，接通电源测最测试电路节点输出的电压、电流等，保证测试系统输出正确。6.1.2测试系统本底噪声的测量采用与被测电子元器件输出电阻等值的电阻器（通常为线绕电阻器）替代被测电子元器件，按4.2
15、的要求调节偏电流与偏置电压，测量输出噪声，减去替代电阻器的热噪声，得到测试系统本底噪声。本底噪声测量一般应在低频噪声测试系统技术状态发生变更（如改变偏置电路）的情况下进行。6.1.3测试样品的安装被测电子元器件的安装，包括相应的适配器和偏賈器。正确接入被测电子元器件后，测试偏置电压与偏置电流，保证被测电子元器件与测试设备连接良好以及屏蔽良好等。6.2测试步骤6.2.1概述不同类型电子元器件及其低频噪声参数的测试方法及程序要求不同，但主要包括输出噪声时间序列测试和输出噪声频谱测试。6.2.2输出噪声时间序列和输出噪声频谱输出噪声时间序列和输出噪声频谱的测试，按照图1中“无白噪声源”原理图连接，测
16、试步骤如下:a)按照4.2要求，设罝偏置电压、偏置电流等工作条件；b)调节低噪声前置放大器的增益和带宽，使放大器的输出信号在数据采集分析设备的量程范围内;C)设a噪声时间序列测试的采集时间、采样率或噪声频谱测试的采样率、频谱分辨率和测量平均次数等条件；d)进行输出噪声时间序列测试或噪声频谱测试。6.2.3传输函数噪声传输函数的测试，按照图1中“含白噪声源”原理图连接，测试和计算步骤如下:5SJ/T117692020a)将白噪声源连接到被测器件的信号输入端；b)按照6.2.1输出噪声频谱的测试步骤，测试器件输出的噪声功率谱密度；c)将白噪声源连接到数据采集分析设备，测试白噪声源的输入噪声电压功率
17、谱密度；d)由6.2.2b)得到的器件输出噪声功率谱密度和6.2.2c)得到的白噪声源的输入噪声电压功率谱密度，按照公式3)计算被测器件的传输函数。e)传输函数表示为dS0(f)埒/)S,(f)式中:被测So(f)6.3数 据 记 录 与数据记录y输出噪声/fi据采集模块噪声频谱为数6中 华 人 民 共 和 国电 子 行 业 标 准电子元器件低频噪声参数测试方法通用要求SJ/T117692020中 国 电 子 技 术 标 准 化 研 究 院 编 制中 国 电 子 技 术 标 准 化 研 宄 院 发 行电话:(010)64102612传真:(010)64102617地址：北京市安定门东大街1号邮编：100007网址:开本：880X12301/16印张：1字数：24千字2020年12月第一版2020年12月第一次印刷印数：200册定价：40.00元版权专有不得翻印举报电话：(010)64102613S0ZI69ZU