Noise in space-charge-limited solid-state devices

• Published in: Solid-state electronics 1967-01, Vol.10 (2), p.129-135
• Main Authors: Hsu, S.T., van der Ziel, A., Chenette, E.R.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0038-1101; 1879-2405
• DOI: 10.1016/0038-1101(67)90030-5

Measurements on noise in space-charge-limited solid-state diodes and triodes show that the limiting noise of these devices is thermal noise. The equivalent noise resistance R n of the diodes is equal to the d.c. resistance V a I a of the device. The equivalent noise resistance R n of the triodes is of the order of 2 g m , where g m is the transconductance. At high frequencies there is induced grid noise and a grid conductance g 11 in the triode which vary both as ω 2 in a wide frequency range. The equivalent noise temperature of the grid conductance is equal to room temperature. The induced grid noise is practically uncorrelated with the anode noise. Present devices show large amounts of excess noise which may extend well into the Mc range. Des mesures du bruit dans les diodes et triodes à charge d'espace limitée en état solide démontrent que le bruit limiteur de ces dispositifs est le bruit thermique. La résistance équivalente de bruit R n des diodes est égale à la résistance du dispositif à courant continue V a I a . La résistance équivalente de bruit des triodes est de l'ordre de 2 g m , où g m est la transconductance. Aux hautes fréquences, il existe un bruit de grille et une transconductance de grille g 11 dans la triode qui varient en fonction de ω 2 le long d'une gamme de fréquences étendue. La température équivalente de bruit de la conductance de grille est pratiquement indépendante du bruite de plaque. Les dispositifs actuels produisent de grandes quantités de bruit excédent qui peuvent s'étendre dans la gamme des MHz. Messungen des Rauschens in raumladungsbegrenzten Festkörper-Dioden und -Trioden zeigen, dass die untere Grenze für das Rauschen in diesen Bauelementen durch thermisches Rauschen gegeben ist. Der äquivalente Rauschwiderstand R n der Dioden entspricht dem Gleichstromwiderstand V a I a des betreffenden Bauelementes. Der äquivalente Rauschwiderstand R n der Trioden ist von der Grössenordnung 2 g m , wo g m die Steilheit bedeutet. Bei hohen Frequenzen entsteht in den Trioden eine Gitterleitfähigkeit g 11 und ein Gitterrauschen, die beide in einem weiten Frequenzbereich proportional zu ω 2 sind. Die äquivalente Rauschtemperatur der Gitterleitfähigkeit ist gleich der Raumtemperatur. Das Gitterrauschen ist mit dem Anodenrauschen praktisch unkorreliert. Die untersuchten Bauelement zeigen in beträchtlichem Ausmass zusätzliches Rauschen, das sich weit in den MH-Bereich hinein erstrecken kann.