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

Sí, lo sé: tienen niveles de ruido más bajos. Lo que quiero decir es cómo se logra esto. Y supongo que también debe haber una compensación (de lo contrario, todos los transistores se producirían con poco ruido).

Estos dispositivos abordan el estallido, la avalancha, el parpadeo y el ruido térmico.

El ruido de explosión es el resultado de una deposición de iones inconsistente en el proceso de fabricación de semiconductores. Se reduce aumentando la rigurosidad de los criterios de selección / rechazo, vendiendo chips en diferentes grados (por ejemplo: rápido, lento); por cambios en el diseño para explicar mejor las variaciones del proceso; y por cambios en el proceso fab mismo para mejorar la homogeneidad de la deposición.

Pienso en el ruido de avalancha como ruido de disparo amplificado . 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 de electrones. Dependiendo del voltaje de polarización inversa y las características de la unión, puede propagarse una falla de avalancha, registrándose como un pico de corriente. Los fabricantes reducen los cambios de diseño y proceso para aumentar la longitud de la región de agotamiento (campo reducido) y aumentar la energía requerida para liberar pares de electrones cercanos.

El ruido de parpadeo , también llamado 1 / f y ruido rosa , proviene de "fluctuaciones lentas de las propiedades de ... materiales" ^[1] durante la operación. Como es una suma de otras fuentes de ruido de baja frecuencia, se trata a medida que se identifican estas fuentes.

El ruido térmico es directamente proporcional a la temperatura, por lo que cualquier cambio que reduzca las temperaturas locales mejora esta cifra. Por ejemplo, cambiar el paquete de troqueles para una mejor disipación; o cambios de diseño para distribuir los puntos calientes locales actuales.

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

BJT

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

JFET

• La gran transconductancia reduce el ruido térmico causado por la resistencia del canal.
• Además, puede reducir el ruido térmico conectando múltiples JFET en paralelo, pero cuando la capacitancia de entrada paralela excede la capacitancia de la fuente, comenzará a degradarse nuevamente por atenuación. Entonces, la capacidad de entrada más baja ayuda aquí.
• La corriente de fuga de la puerta causa ruido de disparo. Esto normalmente es extremadamente pequeño, pero puede volverse notable si JFET está caliente.
• Explosión o ruido de palomitas de maíz causado por defectos de fabricación, pero debe ser mínimo en dispositivos modernos

Las otras causas del ruido son las propiedades del circuito, no del dispositivo.

Fuentes

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

Se desaconsejan para otros fines:

Evite el uso de JFET de "bajo ruido" anunciados para aplicaciones de audio. Estos dispositivos logran su bajo nivel de ruido a expensas de una mayor capacitancia de entrada y corriente de fuga.

Un enfoque de los experimentadores para detectar las resonancias de Schumann

El ruido es variación debido a condiciones externas. Hay muchos tipos diferentes de ruido. Algunos se pueden reducir, otros no. Por ejemplo, el ruido térmico no se puede eliminar, pero el ruido electrostático se puede eliminar / reducir mediante el uso de diferentes tipos de material para el embalaje. Esta es una técnica muy común utilizada. Además, al cambiar los materiales y el dopaje, podemos reducir el ruido. Sí, eso definitivamente afectará el rendimiento como reducir el factor de amplificación si se usa en un amplificador, etc. pero es un compromiso que vale la pena tomar si puede comprometer los factores de búsqueda.