低ノイズトランジスタは他のトランジスタとどう違うのですか?


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はい、わかっています。ノイズレベルが低くなっています。これはどのようにして達成されるのですか?そして私はトレードオフもあるに違いないと思います(そうでなければすべてのトランジスタは低ノイズになるでしょうか?)


役立つと思われることが1つあります。NPNに逆バイアスをかけると、低ノイズの場合でもNPNに損傷を与える可能性は低くなりますが、ノイズレベルを永続的に増加させる可能性が非常に高くなります。
Thomas O

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私への損傷のようなその音@ThomasO
endolith

回答:


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これらのデバイスは、バースト、アバランシェ、フリッカー、および熱ノイズに対処します。

バーストノイズは、半導体製造プロセスにおける一貫性のないイオン堆積の結果です。これは、選択/拒否基準の厳格さをエスカレートし、異なるグレード(例:高速、低速)でチップを販売することで削減されます。プロセスの変動をより適切に説明するためのレイアウトの変更。そして、堆積の均一性を改善するための製造プロセス自体の変更による。

アバランシェノイズは、増幅されたショットノイズと考えることができます。逆バイアス下では、電子と正孔のペアを形成するのに十分なエネルギーで、一部の電子がPN接合空乏領域の格子と衝突します。逆バイアス電圧と接合特性に応じて、アバランシェ降伏が伝播し、電流スパイクとして記録されます。製造業者は、空乏領域の長さ(減少した電界)を長くし、近くの電子と正孔のペアを解放するために必要なエネルギーを増やすために、設計とプロセスを変更することで削減しています。

フリッカーノイズは1 / fおよびピンクノイズとも呼ばれ、動作中の「...材料の特性の緩やかな変動」[1]に起因します。それは低周波ノイズの他の発生源の合計であるため、これらの発生源が識別されたときに対処されます。

熱ノイズは温度に正比例するため、局所的な温度を低下させる変化はこの数値を改善します。たとえば、より良い散逸のためにダイパッケージを変更します。または、ローカルの現在のホットスポットを広げるためのレイアウト変更。


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これについて詳しく読んだので、ノイズに影響を与えるトランジスタの特性:

BJT

  • 低いベース拡散抵抗r bb(およびエミッターのバルク抵抗R ee?)は、(ガウス、白色)熱ノイズを低減します
  • トランスコンダクタンスが高いとベース電流が減少し、ベース電流の変調によって引き起こされる(ガウス、ホワイト)ショットノイズと(ピンク)フリッカーノイズの両方が減少します。

JFET

  • 大きな相互コンダクタンスは、チャネル抵抗によって引き起こされる熱ノイズを低減します
  • また、複数のJFETを並列に接続することで熱ノイズを低減できますが、並列入力容量がソース容量を超えると、減衰によって再び劣化が始まります。したがって、入力容量が小さいほど、ここで役立ちます。
  • ゲートリーク電流によりショットノイズが発生します。これは通常非常に小さいですが、JFETが高温になると目立つ可能性があります。
  • 製造上の欠陥によって引き起こされるバーストまたはポップコーンノイズが、最新のデバイスでは最小限でなければならない

ノイズの他の原因は、デバイスではなく回路の特性です。

出典

  • 自己、小信号オーディオデザイン、Ch。1
  • Horowitz&Hill、The Art of Electronics、7.1 3トランジスタアンプの電圧および電流ノイズ
  • フード、線形電子工学の芸術、Ch。16ノイズとハム

これらは他の目的にはお勧めできません。

オーディオアプリケーション用に宣伝されている「低ノイズ」JFETの使用は避けてください。これらのデバイスは、より大きな入力容量とリーク電流を犠牲にして、低ノイズ性能を実現します。

シューマン共鳴を検出するための実験者のアプローチ


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ノイズは、外部条件による変動です。ノイズにはさまざまな種類があります。削減できるものもあれば、できないものもあります。たとえば、熱雑音は除去できませんが、静電ノイズは、パッケージに異なる種類の材料を使用することで除去/低減できます。これは非常に一般的な手法です。また、材料の変更やドーピングにより、ノイズの低減も実現できます。はい、アンプで使用すると増幅率が低下するなど、パフォーマンスに確実に影響しますが、検索要素で妥協できる場合は、妥協する価値があります。

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