Транзисторы полевые. Метод измерения коэффициента шума

УДК 621.382.3.083:006.354 Группа Э29
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР ■■■■■■вамммнммжмммшнмщмвшммвшввнаац
Метод измерения коэффициента шума
Field-effect transistors.
Noise figure measurement technique
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 31 декабря 1974 г. № 2852 срок введения установлен
с 01.07.76
Проверен в 1979 г. Срок действия продлен
до 01.07.86
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на маломощные поле­вые транзисторы и устанавливает метод измерения коэффициен­та шума Кш•
Общие условия при измерении коэффициента шума должны соответствовать требованиям ГОСТ 20398.0—74.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3413—81 в части метода из­мерения коэффициента шума (см. справочное приложение).
(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. АППАРАТУРА

1.1. Измерительные установки, предназначенные для измере­ния коэффициента шума, должны обеспечивать основную погреш­ность измерения в пределах ± 1 дБ.

2. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ

2.1. Блок-схема измерения коэффициента шума Кш должна соответствовать указанной на чертеже. На приведенной схеме из­меряемый транзистор включен по схеме с общим истоком по ле-

★
* Переиздание март 1984 г. с Изменением У& 1, утвержденным в июле 1983 г. (ИУС 11—83). ременному току. Допускается проводить измерения К ш В схеме с общим затвором по переменному току.
2.2. Основные элементы, входящие в схему, должны удовлетво­рять требованиям, указанным ниже.
2.2.1. Г — генератор шумового или синусоидального сигнала.
В области частот выше 1 МГц рекомендуется применять в ка­честве генератора Г источник шумового сигнала. Шумовой гене­ратор должен быть откалиброван в единицах напряжения шума, шумовой мощности или относительной шумовой температуры. До­пускается калибровка генератора в единицах коэффициента шума. В области частот до 1 МГц допускается использование синусои­дального сигнала. Синусоидальный генератор должен быть отка­либрован в единицах напряжения. Допускается калибровка сину-

Г—генератор; Гр/—входной трансформатор полного сопротивления;
Тр2—выходной трансформатор полного сопротивления; ГЗ—схема нейтрализации; У—усилитель; РУ—регистрирующее устройство.

соидальных генераторов в единицах коэффициента шума. Точность калибровки генераторов должна обеспечивать установленную по­грешность измерения коэффициента шума. В области частот вы­ше 1 МГц выходное сопротивление генератора должно быть 50 или 75 Ом. В области частот до 1 МГц выходное сопротивление генератора (Rr ) должно непосредственно включаться в цепь за­твора измеряемого транзистора;
Тр1 — входной трансформатор полного сопротивления. Транс­форматор предназначен для преобразования выходного сопротив­ления генератора Г в величину, комплексно-сопряженную вход­ному полному сопротивлению измеряемого транзистора или в оп­тимальное сопротивление, обеспечивающее минимальное значение коэффициента шума или в нормированное значение сопротивле­ния. В области частот выше 1 МГц рекомендуется применять ре­гулируемые трансформаторы полного сопротивления.
В области частот до 1 МГц вместо Тр1 может быть использо­ван резистивный делитель напряжения;
Тр2 — выходной трансформатор полного сопротивления.
В области частот выше 1 МГц рекомендуется применять регу­лируемые трансформаторы полного сопротивления для обеспече­ния согласования выходного полного сопротивления измеряемого транзистора с входным полным сопротивлением усилителя У. В об­ласти частот до 1 МГц вместо Тр2 может использоваться рези­стор нагрузки стока измеряемого транзистора;
ТЗ — схема нейтрализации, используется в случае необходи­мости при измерении на частотах выше 1 МГц для обеспечения стабильности;
У — усилитель. Усилитель должен определять ширину эффек­тивной шумовой полосы, которая не должна превышать 30 °/о от частоты измерения, если иное не оговорено в стандартах или дру­гой технической документации на конкретные типы полевых тран­зисторов, должен иметь регулируемый коэффициент усиления и быть линейным. В усилителе должна быть предусмотрена возмож­ность компенсации собственных шумов усилителя, либо произво­диться их учет.
На частотах выше 1 МГц рекомендуется использовать гетеро­динный усилитель;
РУ — регистрирующее устройство. Регистрирующее устройство^ должно реагировать на среднее квадратическое значение прило­женного сигнала. Шкалу регистрирующего устройства рекоменду­ется градуировать непосредственно в единицах коэффициента шу­ма.
При отсчете измеряемого коэффициента шума по шкале калиб­рованного генератора Г допускается шкалу РУ градуировать в относительных единицах напряжения, мощности или относитель­ной шумовой температуры в зависимости от калибровочного пара­метра генератора Г.
(Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Транзистор включают в схему и устанавливают режим по постоянному току.
3.2. При отсчете Кш по шкале генератора Г измерения про­водят в следующем порядке.
3.2.1. При выключенном генераторе устанавливают определен­ное показание (аі) регистрирующего устройства РУ, регулируя усиление усилителя'У. "
3.2.2. Включают генератор и изменяют уровень его выходного сигнала до тех пор, пока показания РУ не увеличатся в п раз (например, в 2 раза).
Допускается до включения генератора снизить коэффициент усиления по мощности усилителя У в л раз и затем, рключив ге­нератор, изменить уровень его выходного сигнала до тех пор, no­
ка не будет достигнуто прежнее показание (cti) регистрирующе­го устройства.
3.2.3. Значение Кш отсчитывают по шкале генератора в соот­ветствии с соотношением
4«77?г(п-1) 4к77?г (я—1 )-Af кТ(п— 1) Г (п-1) ’
где UrIU —среднее квадратическое значение напряжения шума генератора Г на 1 Гц полосы;
U г—значение синусоидального напряжения генератора;
R г—мощность шума генератора Г на 1 Гц полосы;
Рг — выходное сопротивление источника сигнала (выход­ное сопротивление генератора Г или значение сопро­тивления резистора Рг );
Т — температура в К;
Af —ширина эффективной шумовой полосы;
Тгш —шумовая температура генератора;
к—постоянная Больцмана (к= 1,38-10~23 Дж/К).
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.3. При отсчете Кш по шкале регистрирующего устройства РУ измерения производят в следующем порядке.
3.3.1. При включенном генераторе по шкале РУ устанавливают определенное показание (ой), соответствующее выходному уров­ню сигнала генератора Г.
При этом либо значение сигнала генератора должно не менее чем на 10 дБ превышать приведенный к входу шум измеряемого транзистора, либо должен быть использован модуляционный спо­соб разделения сигнала генератора и собственных шумов транзис­тора.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.3.2. Генератор включают и отсчитывают значение Кш (аг) по шкале РУ в соответствии с соотношением
l/р сс2■ U2r аз(^г ~~КТ)
гш 2 г ш
4kTRv (оц—а2)4кТ7?г • Af (оц—а2)«Т
сс2 Т г Т
■ в ш
«1—«2 Т
3.4. Допускается производить измерения методом срав­нения с использованием калибровочного усилителя с известным коэффициентом шума Кш. Порядок измерения в этом случае дол­жен быть следующим:
3.4.1. При включенном в измерительную схему калибровочном усилителе, регулируя усиление усилителя У по шкале РУ, уста­навливают определенное показание (аД, соответствующее Кш0.
3.4.2. Вместо калибровочного усилителя подключают в измери­тельную схему усилитель с измеряемым транзистором и отсчиты­вают значение Кш (аг) по шкале РУ в соответствии с соотноше­нием ■ Кию-
При этом коэффициенты усиления измерительной схемы с ка­либровочным усилителем и с усилителем на измеряемом транзис­торе не должны отличаться более чем на 0,5 дБ.
3.5. Значение коэффициента шума выражают в децибелах или в относительных единицах, причем
Яш(дБ)==101бЯш.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное
Информационные данные о соответствии ГОСТ 20398.2—74 СТ СЭВ 3413—81 ГОСТ 20398.2—174 полностью соответствует разд. 8 СТ СЭВ 3413—81. (Введено дополнительно, Изм. № 1).