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Bruit en créneaux

Le bruit en créneaux est également nommé burst noise, en anglais.

Il a été découvert et baptisé bruit en créneaux, par Georges Giralt, Jean-Claude Martin et Xavier Mateu-Pérez en 1965 sur des transistors plans au silicium, au Laboratoire de Génie Electrique de la Faculté des Sciences de Toulouse( France)[1] .Il est caractérisé par des créneaux de courant (à tension de polarisation constante) dont l'amplitude est de l'ordre de trois à cinq fois l'amplitude du bruit thermique. On peut rencontrer sur certains transistors, des créneaux de deux niveaux. L'intervalle entre les créneaux peut varier entre quelques millisecondes et une centaine de millisecondes.

Des études approfondies ont été poursuivies, entre 1966 et 1974, dans le cadre du Laboratoire d'Automatique et d'Analyse des Systèmes (LAAS) du CNRS, par Jean-Claude Martin et Gabriel Blasquez, qui ont relié l'origine de ce bruit à des phénomènes de génération-recombinaison sur des défauts à la surface du cristal semiconducteur[2],[3] . Le bruit en créneaux a été utilisé pour mesurer la fiabilité des transistors. Ce bruit a aussi été observé et analysé, au LAAS et à l'Université de Gainesville (Fla) sur des transistors CMOS[4] et des transistors FET à l'arséniure de gallium.

Bien plus tard il a été identifié lors du développement de l'un des premiers amplificateurs opérationnels : le 709. la raison était vraisemblablement que les transistors qui le constituaient étaient le siège de défauts de surface liés à la technologie et leurs petites dimensions,

Le bruit en créneaux, dans un amplificateur audio, produit des « pops » qui lui ont valu le nom de bruit popcorn[5]. L'apparition de ces « pops » est aléatoire : ils peuvent se manifester plusieurs fois par seconde puis disparaître pendant plusieurs minutes[6]. La plus grande partie du spectre de ce bruit se situe dans le domaine des fréquences audibles (de quelques centaines de Hz à quelques dizaines de kHz). La densité spectrale de puissance est de la forme suivante :

.

Le coefficient est compris entre 0,5 et 2 . La fréquence de coupure fc et la constante K sont des caractéristiques du composant.

Notes et références

  1. ↑ G. Giralt, J-C. Martin, FX. Mateu-Pérez, « Sur un phénomène de bruit dans les transistors caractérisé par des créneaux de courant d'amplitude constante », Compte Rendu de l'Académie des Sciences t. 263, p. 5353,‎ 20 déc.1965
  2. ↑ Martin, Blasquez, Caminade, Influence des phénomènes de génération recombinaison en surface, Electronic Letters, vol.7, n. 11
  3. ↑ J.-C. Martin and all, « Effet des dislocations cristallines ssur le bruiten créneaux des transistors au silicium », Solid State Electronics,‎ , vol. 15, pp 735-744
  4. ↑ (en) Noise Sources in Bulk CMOS (PDF) — Kent H. Lundberg
  5. ↑ x(en) Random Telegraph Signals « Copie archivée » (version du sur Internet Archive) — Review of Noise in Semiconductor Devices and Modeling of Noise in Surrounding Gate MOSFET, Bipin Rajendran
  6. ↑ « Etude et Modélisation de transistors bipolaires à hétérojonction SiGe. Application à la conception d'oscillateurs radiofréquences intégrés : Chapitre II : Bruit basse fréquence », sur insa-lyon.fr, (consulté le )

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