Düşük gürültülü transistörler diğerlerinden nasıl farklıdır?

Evet, biliyorum: daha düşük gürültü seviyeleri var. Demek istediğim bu nasıl başarılıyor? Ve sanırım bir değiş tokuş da olmalı (aksi takdirde tüm transistörler düşük gürültülü olur mu?)

Bu cihazlar patlama, çığ, titreşim ve termal gürültüyü ele alır.

Patlama gürültüsü , yarı iletken imalat işleminde tutarsız iyon birikiminin sonucudur. Seçim / ret kriterleri sıkılığını artırarak, farklı sınıflarda yongalar satarak azaltılır (örneğin: hızlı, yavaş); süreç varyasyonlarını daha iyi açıklamak için düzendeki değişikliklerle; ve biriktirme homojenliğini geliştirmek için fab işleminin kendisindeki değişikliklerle.

Çığ gürültüsünü güçlendirilmiş atış gürültüsü olarak düşünüyorum . Ters sapma altında bazı elektronlar, PN birleşim boşluğu bölgesindeki kafesle bir elektron deliği çifti oluşturmak için yeterli enerjiyle çarpışır. Ters sapma voltajı ve bağlantı karakteristiklerine bağlı olarak, çığ kırılması mevcut bir ani artış olarak kaydedilebilir. Hem tükenme bölgesinin uzunluğunu (azaltılmış alan) arttırmak hem de yakındaki elektron deliği çiftlerini serbest bırakmak için gereken enerjiyi arttırmak için tasarım ve süreç değişiklikleri ile üreticiler tarafından azaltılır.

1 / f ve pembe gürültü olarak da adlandırılan titreşim gürültüsü , çalışma sırasında "malzemelerin özelliklerinde yavaş dalgalanmalar" dan ^{[1] kaynaklanır} . Diğer düşük frekanslı gürültü kaynaklarının bir toplamı olduğundan, bu kaynaklar tanımlandıkça ele alınmaktadır.

Termal gürültü sıcaklık ile doğru orantılıdır, bu nedenle yerel sıcaklıkları düşüren herhangi bir değişiklik bu rakamı iyileştirir. Örneğin, daha iyi dağıtım için kalıp paketinin değiştirilmesi; veya yerel geçerli etkin noktaları yaymak için düzen değişiklikleri.

Şimdi bunun hakkında daha fazla şey okudum, gürültüyü etkileyen transistörlerin özellikleri:

BJT'ler

• Düşük baz yayılma direnci r _bb (ve yayıcı yığın direnci _Ree ?) Termal gürültüyü azaltır (Gauss, beyaz) .
• Yüksek iletkenlik baz akımını azaltır, bu da hem taban akımının modülasyonunun neden olduğu (Gaussian, beyaz) çekim gürültüsünü hem de (pembe) titreşim gürültüsünü azaltır.

JFETs

• Büyük iletkenlik, kanal direncinin neden olduğu termal gürültüyü azaltır
• Ayrıca, birden fazla JFET'i paralel bağlayarak termal gürültüyü azaltabilirsiniz, ancak paralel giriş kapasitansı kaynak kapasitansı aştığında, zayıflama ile tekrar bozulmaya başlayacaktır. Böylece daha düşük giriş kapasitansı burada yardımcı olur.
• Kapı kaçak akımı atış gürültüsüne neden olur. Bu normalde çok küçüktür, ancak JFET sıcaksa fark edilebilir.
• Üretim hatalarından kaynaklanan patlama veya patlamış mısır gürültüsü, ancak modern cihazlarda minimum düzeyde olmalıdır

Gürültünün diğer nedenleri, cihazın değil, devrenin özellikleridir.

Kaynaklar

• Kendini, Küçük Sinyal Ses Tasarımı, Ch. 1
• Horowitz & Hill, Elektronik Sanatı, 7.1 3 Transistörlü yükselteç voltajı ve akım gürültüsü
• Hood, Doğrusal Elektronik Sanatı, Ch. 16 Gürültü ve Uğultu

Bunlar başka amaçlar için önerilmez:

Ses uygulamaları için reklamı yapılan “düşük gürültülü” JFET'leri kullanmaktan kaçının. Bu cihazlar, daha yüksek giriş kapasitansı ve kaçak akım pahasına düşük gürültü performanslarına ulaşırlar.

Schumann Rezonanslarını tespit etmek için bir deneyci yaklaşımı

Gürültü dış koşullardan kaynaklanan değişikliktir. Birçok farklı gürültü türü vardır. Bazıları azaltılabilir, bazıları olamaz. Örneğin termal gürültü giderilemez ancak elektrostatik gürültü, ambalaj için farklı malzeme türleri kullanılarak çıkarılabilir / azaltılabilir. Bu çok yaygın bir tekniktir. Ayrıca, malzemeleri değiştirerek ve doping yaparak, gürültüde azalma sağlayabiliriz. Evet, bu kesinlikle bir amplifikatörde kullanılırsa amplifikasyon faktörünü azaltmak gibi performansı etkileyecektir, ancak arama faktörlerinden ödün verebiliyorsanız almaya değer bir uzlaşmadır.