¿En qué se diferencian los transistores de bajo ruido de los demás?

Question

Sí, lo sé: tienen niveles de ruido más bajos. Lo que quiero decir es cómo se consigue esto. Y supongo que también debe de haber una compensación (si no, todos los transistores se fabricarían con un nivel de ruido tan bajo ).

Answer 1

Estos dispositivos abordan los ruidos de ráfaga, avalancha, parpadeo y térmico.

Ruido de ráfaga es el resultado de la deposición inconsistente de iones en el proceso de fabricación de semiconductores. Se reduce aumentando el rigor de los criterios de selección/rechazo, vendiendo chips de distintos grados (por ejemplo, rápidos o lentos), modificando el diseño para tener más en cuenta las variaciones del proceso y cambiando el propio proceso de fabricación para mejorar la homogeneidad de la deposición.

Pienso en Ruido de avalancha como amplificado ruido de disparo . Bajo polarización inversa, algunos electrones colisionan con la red en la región de agotamiento de la unión PN con suficiente energía para formar un par electrón-hueco. Dependiendo de la tensión de polarización inversa y de las características de la unión, puede propagarse una ruptura de avalancha, que se registra como un pico de corriente. Los fabricantes la reducen mediante cambios en el diseño y el proceso, tanto para aumentar la longitud de la región de agotamiento (campo reducido) como para aumentar la energía necesaria para liberar los pares electrón-hueco cercanos.

Ruido de parpadeo también llamado 1/f y ruido rosa proviene de las "lentas fluctuaciones de las propiedades de los materiales". [1] durante el funcionamiento. Como es una suma de otras fuentes de ruido de baja frecuencia, se aborda a medida que se identifican estas fuentes.

Ruido térmico es directamente proporcional a la temperatura, por lo que cualquier cambio que reduzca las temperaturas locales mejora esta cifra. Por ejemplo, cambiando el encapsulado de la matriz para mejorar la disipación o modificando el diseño para repartir los puntos calientes de corriente.

Answer 2

Ahora que he leído más sobre esto, propiedades de los transistores que afectan al ruido:

BJTs

• Baja resistencia a la dispersión de la base r _bb (y resistencia aparente del emisor R _ee ?) reduce (gaussiano, blanco) ruido térmico .
• La alta transconductancia reduce la corriente de base, lo que reduce tanto el ruido de disparo (gaussiano, blanco) como el ruido de parpadeo (rosa) causado por la modulación de la corriente de base.

JFETs

• La gran transconductancia reduce el ruido térmico causado por la resistencia del canal
• Además, puedes reducir el ruido térmico conectando varios JFET en paralelo, pero cuando la capacitancia de entrada en paralelo supere la capacitancia de la fuente, empezará a degradarse de nuevo por atenuación. Así que una menor capacitancia de entrada ayuda en este caso.
• La corriente de fuga de la puerta causa ruido de disparo. Normalmente es muy pequeño, pero puede ser notable si el JFET está caliente.
• Ruido de estallido o palomitas causado por defectos de fabricación, pero debería ser mínimo en los dispositivos modernos.

Las otras causas de ruido son propiedades del circuito, no del aparato.

Fuentes

• Self, Small Signal Audio Design, Cap. 1
• Horowitz & Hill, The Art of Electronics, 7.1 3 Voltaje y corriente del amplificador de transistor y ruido de corriente
• Hood, El arte de la electrónica lineal, Cap. 16 Ruido y zumbido

Se desaconsejan para otros fines:

Evite utilizar JFET de "bajo ruido" anunciados para aplicaciones de audio. Estos dispositivos de bajo ruido a expensas de una mayor capacitancia de entrada y una mayor corriente de fuga.

Un enfoque experimental para detectar las Resonancias Schumann

Answer 3

El ruido es la variación debida a condiciones externas. Hay muchos tipos de ruido. Algunos pueden reducirse, otros no. Por ejemplo, el ruido térmico no puede eliminarse, pero el ruido electrostático puede eliminarse/reducirse utilizando distintos tipos de material para el embalaje. Es una técnica muy utilizada. También se puede reducir el ruido cambiando los materiales y el dopaje. Sí, esto afectará a las prestaciones, como la reducción del factor de amplificación si se utiliza en un amplificador, etc., pero es un compromiso que merece la pena asumir si se puede transigir en los factores de búsqueda.