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变阻器R1和R2均属于低噪声线绕电位器，最大阻值均为10 kΩ，分别用于栅源电压和漏源的调节。同时为了测试更加准确，变阻器R1和R2也一并置于液氮装置内，以降低其自身热噪声的影响。前置放大器采用美国EGG普林斯顿应用研究公司制造的PARC113型低噪声前置放大器，放大增益范围为20～80 dB，测试带宽为1～300 kHz，其背景噪声很低，满足实验的测试要求。
数据采集和噪声分析软件为“XD3020电子元器件噪声-可靠性分析系统”软件，它包含5大功能：噪声频谱分析、器件可靠性筛选、噪声分析诊断、时频域子波分析、时域分析。对于散粒噪声分析，主要用到噪声频谱分析模块。
通过具体测试对系统进行了验证。设置栅源电压为0．1 V，漏源电压为0．36 V，为了降低低频1/f噪声的干扰，提取电流噪声功率谱299～300 kHz高频段的平均值。如图2所示，从图中可以看出高频段是白噪声。在室温下，被测器件噪声幅值为1．2×10-15V2／Hz左右；而77 K时，在相同偏置条件下测试了样品的噪声，电流噪声幅值为1．5×10-16V2／Hz左右，对比室温和77 K时样品噪声，可以看出噪声幅值降了一个数量级，通过计算可知热噪声被减少大约90％，可见77 K时热噪声被明显抑制。同时测量了低温下系统的背景噪声，它的噪声幅值为4×10-17V2／Hz左右，而低温下样品的噪声幅值为1．5×1O-16V2／Hz，因此低温下系统背景噪声相对较小，可以忽略。本测试系统能满足低温下散粒噪声测试的要求。

2．2 测试方案
实验样品选用0．18μm工艺nMOSFET器件，沟道宽长比为20μm／0．6μm，栅氧化层厚度为20 nm，阈值电压为0．7 V。分别测试器件在亚阈区、线性区和饱和区的源漏电流散粒噪声功率谱。具体步骤为，设置Vgs=0．1 V，使器件处在亚阈值区，Ids在0．055～1 mA变化，测试器件在不同沟道电流下的电流噪声功率谱值；再设置Vgs=1．2 V，使器件工作在反型区，测试Ids在0．055～1．5 mA变化时线性区和饱和区的电流噪声功率谱值。在功率谱提取时，取270～300 kHz频率段电流噪声功率谱的平均值，这样既可以去除低频1／f噪声对测试结果的影响，也可以通过平均值算法使分析的测试数据更加准确。

关键词： MOSFET 噪声测试 方法研究