A5 Bruit électronique

Topique

L'agitation thermique des porteurs de charge libres au sein de ce matériau semi-conducteur, présente même lorsqu'aucun courant moyen ne circule dans celui-ci, produit un bruit thermique, le bruit de Johnson-Nyquist : ces mêmes porteurs de charge libres, agités thermiquement dans toutes les directions au sein de ce matériau semi-conducteur, génèrent entre leurs extrêmes une fluctuation de tension qui ne dépend pas de la fréquence à laquelle elle est mesurée, répartie également sur tout le spectre de fréquence. Le fait que la température de ce matériau semi-conducteur soit plus élevée rend par conséquent plus intense cette agitation thermique de ces porteurs de charges libres, et ce bruit thermique, indépendant de la fréquence, est également plus important.

La nature discrète de la charge électrique qui traverse une barrière de potentiel à l'intérieur de ce matériau semi-conducteur, que ce soit celle d'une jonction ou celle de tout autre élément que le courant moyen doit traverser un porteur de charge à la fois, produit plutôt un bruit de tir, le bruit de tir : chaque porteur de charge individuel traverse cette même barrière de potentiel à son propre instant aléatoire, sans aucune corrélation avec l'instant où il traverse le porteur de charge suivant, et c'est ce même caractère aléatoire dans les instants de traversée des porteurs de charge discrets qui produit, autour de ce courant moyen, un courant fluctuation proportionnelle à celle-ci. Le fait que ce courant moyen qui traverse cette barrière de potentiel soit plus important rend ce bruit de tir, par conséquent, également plus important.

C'est pourquoi ce modèle, avec le bruit thermique et le bruit de tir avec lequel il a été ouvert, décrit un troisième mécanisme de fluctuation, d'origine empirique et moins bien compris que les deux précédents, qui dépend des états de surface et des défauts présents à la surface de ce matériau semi-conducteur : ces mêmes états de surface et ces mêmes défauts piègent et libèrent des porteurs de charge avec une large distribution de constantes de temps caractéristiques, et c'est cette même superposition de constantes de temps qui produit un bruit de scintillement dont l'intensité augmente avec la fréquence. celui qui le mesure est réduit, contrairement à ce bruit thermique et à ce bruit de grenaille qui restent tous deux indépendants de cette même fréquence. Le fait que ce matériau semi-conducteur présente une plus grande densité de ces états de surface et de ces défauts rend ce bruit de scintillement, par conséquent, plus important, et c'est précisément aux basses fréquences que ce bruit de scintillement finit par dominer, sur ce bruit thermique et sur ce bruit de grenaille, le rapport signal sur bruit que ces trois mécanismes, ensemble, finissent par limiter.

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