ГОСТ 20398.11-80. Транзисторы полевые. Метод измерения Э.Д.С. шума (72647)

УДК 621.382.323:621.391.822.08:006.354 Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Т

ГОСТ
20398.11-80

Метод измерения э.д.с. шума

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

ОКИ 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_ш.

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. 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.

   2. Электрический режим (ток стока I_Q, напряжение на сто­ке Uс, напряжение на затворе U₃ ) и условия измерения указы­вают в стандартах или технических условиях на транзисторы кон­кретных типов.

2. АППАРАТУРА

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

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

Издание официальное Перепечатка воспрещена

★

Переиздание. Март 1984 г.

G1—генератор шумового или синусоидального сигнала; Тр1, Тр2—трансформаторы полных сопротивлений; VT—измеряемый транзистор; А—усилитель; Р—регистрирующее устройство; G2,

<7.?—источники постоянного напряжения затвора и стока соответ­ственно; PV1, PV2— вольтметры постоянного тока

Черт. 1

VT—измеряемый транзистор; АЗ—измерительный усилитель; S—пере­ключатель; А2—калибровочный усилитель; /?_к—калибровочный ре­

зистор; G/, G2—источники постоянного напряжения; PV1, PV2—вольт-
метры постоянного тока; Л/—усилитель; Р—регистрирующее устрой-
ство.

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. . . .

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.

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.

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.

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

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

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

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

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

      1. При выключенном генераторе устанавливают определен­ное показание ои регистрирующего устройства Р, регулируя уси­ление усилителя А.

      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 сц регистрирующего устройства.

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

      1. При включенном генераторе по шкале регистрирующего устройства Р устанавливают показание он, соответствующее вы­ходному уровню сигнала генератора G1.

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

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

      1. Устанавливают переключатель S в положение 1, и регу­лируя усиление усилителя А1 по шкале Р устанавливают показа­ния аь

      2. Устанавливают переключатель S в положение 2 и по шкале Р отсчитывают значение аг.

2. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

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

Р Ку'Цд Ki • Ц_шв

■ ^ш ~ /лМ" ~ у ДЛ(«■>-!) ’ где /С — коэффициент передачи входного трансформатора Тр1;

U_Q—значение синусоидального напряжения генератора G1; Af^— ширина эффективной шумовой полосы усилителя А;

— ширина эффективной шумовой полосы генератора шу­мового сигнала G1;

Е_иС — спектральная плотность напряжения шума генератора;

U шо — среднее квадратическое напряжение шума генератора G1 в эффективной шумовой полосе Afi.

_с _ “а _ “а у f

« * ,/Т“Г" « „ * -г.-т- ■ •

“1 у Af_t “I “1 у Afi

^а1 ^Ла

где К — постоянная Больцмана;

Т — термодинамическая температура Кельвина;

R_K— сопротивление калибровочного резистора, Ом;

т+ — отношение коэффициентов усиления усилителей А2 и

Ла /

АЗ.

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

2. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ

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

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

±(18+

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

/?_пРед—конечное значение установленного предела измерения.

1