En quoi les transistors à faible bruit sont-ils différents des autres?

Oui, je sais: ils ont des niveaux de bruit plus faibles. Ce que je veux dire, c'est comment cela est-il réalisé? Et je suppose qu'il doit également y avoir un compromis (sinon tous les transistors seraient rendus aussi silencieux?)

Ces appareils traitent les éclats, les avalanches, le scintillement et les bruits thermiques.

Le bruit d'éclatement est le résultat d'un dépôt d'ions incohérent dans le processus de fabrication des semi-conducteurs. Il est réduit en augmentant la rigueur des critères de sélection / rejet, en vendant des puces à différents grades (par exemple: rapide, lent); par des changements de mise en page pour mieux tenir compte des variations de processus; et par des changements dans le processus de fabrication lui-même pour améliorer l'homogénéité des dépôts.

Je pense au bruit d'avalanche comme au bruit de tir amplifié . Sous polarisation inverse, certains électrons entrent en collision avec le réseau dans la région d'appauvrissement de la jonction PN avec suffisamment d'énergie pour former une paire électron-trou. En fonction de la tension de polarisation inverse et des caractéristiques de jonction, une panne d'avalanche peut se propager, s'inscrivant comme une pointe de courant. Il est réduit par les fabricants par des modifications de conception et de processus pour à la fois augmenter la longueur de la région d'appauvrissement (champ réduit) et augmenter l'énergie nécessaire pour libérer les paires d'électrons-trous à proximité.

Le bruit de scintillement , également appelé bruit 1 / f et rose , provient des «fluctuations lentes des propriétés des ... matériaux» ^[1] pendant le fonctionnement. Comme il s'agit d'une somme d'autres sources de bruit à basse fréquence, il est traité au fur et à mesure que ces sources sont identifiées.

Le bruit thermique est directement proportionnel à la température, donc tout changement qui abaisse les températures locales améliore ce chiffre. Par exemple, changer le paquet de matrices pour une meilleure dissipation; ou des modifications de mise en page pour répartir les points d'accès locaux actuels.

Maintenant que j'ai lu plus à ce sujet, les propriétés des transistors qui affectent le bruit:

BJT

• La faible résistance à l'étalement de la base r _bb (et la résistance _{globale de l'} émetteur R _ee ?) Réduit le bruit thermique (gaussien, blanc) .
• Une transconductance élevée réduit le courant de base, ce qui réduit à la fois le bruit de tir (gaussien, blanc) et le bruit de scintillement (rose) provoqué par la modulation du courant de base.

JFET

• La grande transconductance réduit le bruit thermique provoqué par la résistance du canal
• En outre, vous pouvez réduire le bruit thermique en connectant plusieurs JFET en parallèle, mais lorsque la capacité d'entrée parallèle dépasse la capacité de la source, elle recommencera à se dégrader par atténuation. Donc, une capacité d'entrée inférieure aide ici.
• Le courant de fuite de la porte provoque un bruit de grenaille. Ceci est normalement extrêmement petit, mais peut devenir perceptible si JFET est chaud.
• Bruit ou bruit de pop-corn causé par des défauts de fabrication, mais devrait être minime dans les appareils modernes

Les autres causes de bruit sont les propriétés du circuit et non de l'appareil.

Sources

• Self, Design Audio Petit Signal, Ch. 1
• Horowitz & Hill, The Art of Electronics, 7.1 3 Tension de l'amplificateur à transistor et bruit actuel
• Hood, L'art de l'électronique linéaire, Ch. 16 Bruit et ronflement

Ceux-ci sont découragés à d'autres fins:

Évitez d'utiliser des JFET «à faible bruit» annoncés pour des applications audio. Ces dispositifs atteignent leurs performances à faible bruit au détriment d'une plus grande capacité d'entrée et d'un courant de fuite.

Une approche expérimentale pour détecter les résonances de Schumann

Le bruit est une variation due à des conditions externes. Il existe différents types de bruit. Certains peuvent être réduits, d'autres non. Par exemple, le bruit thermique ne peut pas être éliminé mais le bruit électrostatique peut être éliminé / réduit en utilisant différents types de matériaux pour l'emballage. Il s'agit d'une technique très courante. De plus, en changeant les matériaux et le dopage, nous pouvons réduire le bruit. Oui, cela affectera certainement les performances comme réduire le facteur d'amplification s'il est utilisé dans un amplificateur, etc. mais c'est un compromis qui vaut la peine d'être pris si vous pouvez compromettre les facteurs de recherche.