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Ruido de explosión

Gráfico de ruido de ráfaga

El ruido de ráfaga es un tipo de ruido electrónico que se produce en semiconductores y películas de óxido de compuerta ultradelgadas. [1] También se denomina ruido telegráfico aleatorio ( RTN ), ruido de palomitas de maíz , ruido impulsivo , ruido biestable o ruido de señal telegráfica aleatoria ( RTS ).

Consiste en transiciones repentinas, como pasos, entre dos o más niveles discretos de voltaje o corriente, de hasta varios cientos de microvoltios , en momentos aleatorios e impredecibles. Cada cambio en el voltaje o la corriente de compensación suele durar desde varios milisegundos hasta segundos, y suena como palomitas de maíz al estallar si se conecta a un altavoz de audio. [2]

El ruido de ráfaga se observó por primera vez en los primeros diodos de contacto puntual , y luego se redescubrió durante la comercialización de uno de los primeros amplificadores operacionales de semiconductores ; el 709. [3] No se ha teorizado que una única fuente de ruido de ráfaga explique todas las ocurrencias, sin embargo, la causa más comúnmente invocada es el atrapamiento y liberación aleatorios de portadores de carga en interfaces de película delgada o en sitios defectuosos en cristales semiconductores a granel . En los casos en que estas cargas tienen un impacto significativo en el rendimiento del transistor (como debajo de una compuerta MOS o en una región de base bipolar), la señal de salida puede ser sustancial. Estos defectos pueden ser causados ​​por procesos de fabricación, como la implantación de iones pesados , o por efectos secundarios no intencionales como la contaminación de la superficie. [4] [5]

Los amplificadores operacionales individuales pueden ser evaluados para detectar ráfagas de ruido con circuitos detectores de pico, para minimizar la cantidad de ruido en una aplicación específica. [6]

El ruido de ráfaga se modela matemáticamente por medio del proceso telegráfico , un proceso estocástico markoviano de tiempo continuo que salta discontinuamente entre dos valores distintos.

Véase también

Referencias

  1. ^ Ranjan, A.; Raghavan, N.; Shubhakar, K.; Thamankar, R.; Molina, J.; O'Shea, SJ; Bosman, M.; Pey, KL (1 de abril de 2016). "Espectroscopia basada en CAFM de defectos inducidos por estrés en HfO 2 con evidencia experimental del modelo de agrupamiento y estado de defecto de vacancia metaestable". Simposio Internacional de Física de la Confiabilidad (IRPS) del IEEE de 2016. págs. 7A–4–1–7A–4–7. doi :10.1109/IRPS.2016.7574576. ISBN 978-1-4673-9137-5.S2CID 45278733  .
  2. ^ Rajendran, Bipin. "Señal telegráfica aleatoria (revisión del ruido en dispositivos semiconductores y modelado del ruido en MOSFET de compuerta circundante)" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 14 de abril de 2006.
  3. ^ "Predicción del ruido del amplificador operacional" (PDF) . Nota de aplicación de Intersil . Archivado desde el original (PDF) el 2007-04-14 . Consultado el 2006-10-12 .
  4. ^ "Análisis de ruido en circuitos de amplificadores operacionales" (PDF) . Informe de aplicación de Texas Instruments .
  5. ^ Lundberg, Kent H. "Fuentes de ruido en CMOS masivos" (PDF) .
  6. ^ "El ruido de los amplificadores operacionales también puede ser ensordecedor" (PDF) . Hoy en día, aunque todavía puede producirse ruido de ráfaga ocasionalmente durante la fabricación, el fenómeno se comprende lo suficiente como para que los dispositivos afectados se detecten y se descarten durante las pruebas.

Enlaces externos