É-2-4 Bruit d'avalanche:
Ce bruit est lié à la multiplication par avalanche
des porteurs dans une jonction PN polarisée en inverse.
Lorsque la tension inverse appliquée augmente vers la
tension de claquage, le champ électrique devient de plus en plus
intense. Sous son influence, les porteurs de charge minoritaires
(électrons dans le matériau P et trous dans le matériau N)
sont accélérés et acquièrent assez d'énergie
pour générer une ou plusieurs paires d'électron-trou
à chaque collision avec les noeuds du réseau cristallin [2].
Ce type de bruit à la forme du bruit de grenaille avec
un certain facteur de multiplication M düà l'effet
d'avalanche [5].
La densité spectrale de courant s'écrit :
SI ( f ) = 2. q.I
.M (² .54)
En conclusion, ce bruit affecte surtout les diodes
stabilisatrices de tension travaillant à des tensions supérieures
à 14V. Le bruit d'avalanche est de type "bruit blanc" [2].
É-2-5 Bruit de
génération-recombinaison:
Ce type de bruit provient des fluctuations aléatoires des
taux de génération, de recombinaison et de piégeage des
porteurs dans un semi-conducteur [2].
Soit une résistance R à semi-conducteur
de longueur Let de section S contenant N -
e et P
trous telle que:
CHAPITRE I Aspects physiques du bruit page
:15
N = N0 + ÄN(
t) et P = P0 + ÄP(
t) , traduisant ainsi la fluctuation de la résistance telle
que:
b N P
. Ä + Ä
Ä = ?
R t R
( )
b N P
. 0 + 0
(I .56)
Avec b = ìn/ìp
Soit un courant direct traversant la résistance, la
tension développée a ces bornes fluctue comme suit:
b N P
. Ä + Ä
Ä = ?
U t R I
( ) .
b N P
. 0 + 0
Le courant de fluctuation s'écrit alors:
( ) ( )
Ä U t b N P
. Ä + Ä 0
Ä=
I t = - I
R b N P
. +
0 0
|
)
|
(I .58)
|
|
De l'équation (I .57), on détermine la
densité spectrale de courant.
S I ( f ) = [ 1 / ( p
0 + bÄ N 0 )]2
1S p ( f ) + b2 S
n ( f ) + 2 bS pn( f)]
(² .59)Sn ( f) et Sp ( f)
densités spectrales des électrons-trous, Spn
( f) est la densité spectrale
d'intercorrélation, qui dépendent des processus de
génération-recombinaison.
Pour trouver une expression analytique de la densité
spectrale de génération recombinaison, on considère un
échantillon a semi-conducteur de type n dont les atomes donneurs et
accepteurs sont ionisés afin de favoriser la transition entre la bande
de conduction et les niveaux de piéges, en nombre total
Nt et d'énergie Et (figure I-5).
N0
|
|
EC ED
|
+ + + + + + + + + + + +
|
|
- - -
Nt0
N t - N t0
Et
EV
Figure I-5: diagramme de bande
« Semi-conducteur de type n et centres pièges
»
CHAPITRE I Aspects physiques du bruit page
:16
ô c = N0 /
Rn, ô s = (
Nt - Nt0) /
Rn (I .60)
R n est le flux d'électrons transitant dans les
deux sens.
Dans ce cas l'électron suit une distribution
poissonnienne, de densité uniforme [1] [3]
ñ 0 = 1/(ô c +ô s) et de
probabilité:
p ( è exp( ?è /ôs) =
ôs
è étant la durée de séjour
aléatoire de valeur moyenne ôs . Le nombre de
fluctuation des e- est définie donc par:
|
(I .61)
|
|
N( t )= No. ER
( t -tj)
tj
|
1 0 < t= è
avec ( )
R t =
0ailleurs
|
|
~~ = N t -Nt0 + N0 est le nombre total
des électron.
En utilisant l'équation (I .5) la densité
spectrale est:
ô 2 s
S n (f)
= ~~ ~~ ~
4 . . (I .62)
-42 .ð.f.ôsy
1
En utilisant les équations (I .60), (I .61),
l'équation (I .62) devient alors:
( ) ( ) ( s )
ô s
S f N N
= 4 . -
n t t 0 . 1 2 . . .
+ ð ô
f
Par conséquent, la densité spectrale de courant
s'écrit :
|
(I .63)
|
|
2
SI
K.I
( )
f =1+ f2
/f02
(I .64)
Avec ( )
4 . 2 .
b N N
-
t t 0 ô et f 0 =
1 / 2 .ð.ô s
s
K =
( p 0 + bN0
Le spectre génération-recombinaison est plat
tant que f << 1 / 2 .ð.ô
s et décroît en
1 / f 2
pour f > 1 / 2 .ð.rs.ôs est
fortement dépendent de la température, généralement
à la température ambiante le bruit
de génération-recombinaison n'a pas d'effets [5]
[10] (figure I-6).
Si les pièges sont complètement vides ou pleins
le bruit de génération-recombinaison n'est pas
génère, par contre lorsque la probabilité d'occupation et
de non occupation est comparable le bruit de
génération-recombinaison est présent [11].
T = 137
°K
4
10
1
10-
12
10-
Rn ( Ù)
T = 300
°K
10 12
6 10
f
Figure I-6: Variation de la résistance de bruit en
fonction de la fréquence,
à différentes
températures.
CHAPTRE ²² Structure et principe de
fonctionnement du transistor MOS page :18
Dans ce chapitre, nous présentons une étude du
transistor MOS à canal long en régime statique et dynamique
| 
