УДК 621.382.323:621.391.822.08:006.354    Группа    Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ТРАНЗИСТОРЫ ПОЛЕВЫЕ

Метод измерения э.д.с. шума

Field-effect transistors. Short-circuit equivalent input noise voltage measurement technique

ОКП 62 2100

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 12 декабря 1980 г. № 5805 срок действия установлен

с 01.01 82 до 01.01 87

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на полевые транзисторы и устанавливает метод измерения э.д.с. шума Е_т

Общие условия при измерении должны соответствовать ГОСТ 20398.0-74 и требованиям, изложенным в соответствующих разделах настоящего стандарта.

Стандарт полностью соответствует Публикации МЭК 147—2G.

1. ПРИНЦИП И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЯ

1.1.    Измерение э.д.с. шума заключается в определении спектральной плотности эквивалентного шумового напряжения, приведенного ко входу измеряемого транзистора, при коротком замыкании на его входе по переменному току в схеме с общим истоком.

1.2.    Электрический режим (ток стока /_с, напряжение на стоке U_c, напряжение на затворе t/₃ ) и условия измерения указывают в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов.

2. АППАРАТУРА

2.1.    Э.д.с. шума следует измерять на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. 1 или 2.

2.2.    Генератор шумового сигнала G1 должен быть откалиброван в единицах напряжения шума или спектральной плотности

Перепечатка воспрещена

Переиздание. Март 1984 г.

Стр, 2 ГОСТ 2039a.11—80

Ы—генератор шумового или синусоидального сигнала; Тр1, Гр2—трансформаторы полных сопротивлений, VT—измеряемый транзистор, Д—усилитель, Я—регистрирующее устройство; G2, G3- источники постоянного напряжения затвора и стока соответственно, PVlt РV7—вольтметры постоянного тока

Черт 1

VT—измеряемый транзистор; ЛЗ—измерительный усилитель, S—переключатель; А2—калибровочный усилитель; R к— калибровочный    ре

зистор; Gl, G2—источники постоянного напряжения; PV1, ЯУ2—вольтметры постоянного тока; Л/—усилитель, Р—регистрирующее устройство.

Черт. 2

напряжения шума. Эффективная шумовая полоса генератора G1 должна быть больше эффективной шумовой полосы усилителя А.

На частотах до 1 МГц может применяться генератор синусоидального сигнала, откалиброванный в единицах напряжения.

Генератор G1 может работать как в непрерывном режиме, так и в режиме импульсной модуляции.

2.3. Трансформатор Тр1 должен преобразовывать выходное сопротивление генератора G1 до значения, в 100 раз меньшего входного и шумового сопротивления измеряемого транзистора.

50

ГОСТ 20398.11-80 Стр. 3

Вместо трансформатора Тр1 может быть использован резистивный делитель напряжения. В этом случае выходное сопротивление резистивного делителя с учетом выходного сопротивления генератора G1 должно быть в 100 раз меньше входного и шумового сопротивления измеряемого транзистора.

Выходное сопротивление генератора G1 допускается преобразовывать с помощью трансформатора Тр1 или резистивного делителя до значения менее чем в 100 раз отличающегося от шумового сопротивления транзистора. В этом случае шум преобразованного таким образом выходного сопротивления генератора G1 должен учитываться при измерениях.

2.4.    Трансформатор Тр2 должен обеспечивать комплексно- сопряженное согласование выходного полного сопротивления измеряемого транзистора с входным полным сопротивлением усилителя А.

Трансформатор Тр2 применяют на частотах выше 1 МГц, на частотах ниже 1 МГц вместо трансформатора Тр2 может быть использован резистор, в этом случае шумовое напряжение резистора должно быть в 10 раз меньше шумового напряжения на выходе измеряемого транзистора.

2.5.    Усилители А и А1 должны определять ширину эффективной шумовой полосы всей измерительной установки, которая не должна превышать 30 % частоты измерения, если иное не указано в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов.

Усилитель должен иметь регулируемый коэффициент усиления и быть линейным при напряжениях не менее чем на 20 дБ превышающих максимальное эффективное значение шумового сигнала. Должна быть предусмотрена возможность компенсации собственных шумов усилителя, либо должен производиться их учет.

2.6.    Собственное, приведенное к его входу, шумовое напряжение калибровочного усилителя А2 должно быть в 10 раз меньше шумового напряжения резистора R_K.

2.7.    Собственное, приведенное к его входу, шумовое напряжение измерительного усилителя АЗ должно быть в 10 раз меньше шумового напряжения на выходе измеряемого транзистора или должна быть предусмотрена возможность компенсации собственных шумов усилителя.

Электрическая схема усилителя АЗ должна обеспечивать подвод к измеряемому транзистору напряжений питания от источников постоянного напряжения G1 и G2.

2.8.    Регистрирующее устройство Р должно реагировать на среднее квадратическое значение приложенного сигнала. В схеме (черт. 1) при применении генератора шумового сигнала G1 ив схеме (черт. 2) допускается использование линейного детектора.

51

Стр. 4 ГОСТ 20398.11-80

Шкалу регистрирующего устройства рекомендуется градуировать непосредственно в единицах э.д.с. шума.

При отсчете измеряемой э.д.с. шума Е_ш по шкале калиброванного генератора допускается шкалу регистрирующего устройства Р градуировать в относительных единицах напряжения.

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1.    Измеряемый транзистор включают в схему и задают режим по постоянному току.

3.2.    В схеме черт. 1 отсчет Е _ш производят либо по шкале генератора G1, либо по шкале регистрирующего устройства Р.

3.3.    При отсчете Е_ш по шкале генератора G1 измерения производят в следующем порядке.

3.3.1.    При выключенном генераторе устанавливают определенное показание а\ регистрирующего устройства Р, регулируя усиление усилителя А.

3.3.2.    Включают генератор и изменяют уровень его выходного сигнала до тех пор, пока показания регистрирующего устройства не увеличатся в п раз (например в 10 раз).

Примечание. Допускается до включения генератора снизить коэффициент усиления усилителя А в п раз и затем, включив генератор, изменять уровень его выходного сигнала до тех пор, пока не будет достигнуто прежнее

положение cti регистрирующего устройства.

3.4.    При отсчете Е_ш по шкале регистрирующего устройства Р измерения производят в следующем порядке.

3.4.1.    При включенном генераторе по шкале регистрирующего устройства Р устанавливают показание аь соответствующее выходному уровню сигнала генератора GL

3.4.2.    Генератор выключают, и по шкале регистрирующего устройства отсчитывают значение «2.

3.5.    При использовании схемы (черт. 2) измерения производят в следующем порядке.

3.5.1.    Устанавливают переключатель 5 в положение 1, и регулируя усиление усилителя А1 по шкале Р устанавливают показания «ь

3.5.2.    Устанавливают переключатель 5 в положение 2 и по шкале Р отсчитывают значение аг-

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. При отсчете по шкале генератора G1 значение Е_ш определяют из соотношения

F    ^K''^UQ    ^Ц_шд

^ш /Д/,<*»-!)    уД/Лл*-!)    ’

52

ГОСТ 20398.11—8Q Стр. 5

где/Ci — коэффициент передачи входного трансформатора Тр1; Uо—значение синусоидального напряжения генератора (31; Д/г— ширина эффективной шумовой полосы усилителя А;

Afi — ширина эффективной шумовой полосы генератора шумового сигнала G1;

Еща --спектральная плотность напряжения шума генератора; U шо — среднее квадратическое напряжение шума генератора G1 в эффективной шумовой полосе A/i.

4.2. При отсчете по шкале регистрирующего устройства Р значение Е_ш определяют из соотношения

1^-иш0

VNi

где К — постоянная Больцмана;

Т — термодинамическая температура Кельвина;

R_K — сопротивление калибровочного резистора, Ом;

~ — отношение коэффициентов усиления усилителей А2 и

А 2

АЗ.

4.4. Значение э.д.с шума Е_ш выражают в единицах напряжения на 1 Гц полосы (например нВ/V Гц, мкВ/К Гц).

5. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

5.1.    Основная погрешность измерительных установок со стрелочными приборами должна быть в пределах ±20% конечного-значения рабочей части шкалы.

5.2.    Основная погрешность измерительных установок с цифровым отсчетом должна быть в пределах

где Е_х — значение измеряемой э.д.с. шума;

/?_пред—конечное значение установленного предела измерения.

53