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Was ist Lawinengeräusch?

Was ist Lawinengeräusch?


Lawinenrauschen ist eine Form von Rauschen, die in den meisten Schaltkreisen nicht auftritt, aber bei PN-Übergängen auftreten kann, die am Punkt des Lawinenzusammenbruchs oder in der Nähe davon betrieben werden.

Dioden wie Zenerdioden zeigen dies und die Effekte können an der Quelle gefiltert werden, um sie zu entfernen und zu verhindern, dass sie in andere Schaltkreise gelangen. Es ist auch möglich, die Dioden mit Lawinendurchbruch als Rauschgeneratoren zu verwenden, die manchmal für einige Testanwendungen benötigt werden.

Lawinenzusammenbruch

Um das Lawinengeräusch zu betrachten, muss zunächst das Phänomen betrachtet werden, das es verursacht.

Ein Lawinendurchbruch tritt in Halbleitern auf, in denen ein sehr hoher Potentialgradient vorliegt. Wenn dies auftritt, gewinnen Elektronen schnell an Schwung und können auf das Kristallgitter treffen, durch das sie sich mit einer solchen Energie bewegen, dass sie andere Ladungsträger entfernen und Lochelektronenpaare erzeugen können. Diese Träger werden wiederum beschleunigt und können in ähnlicher Weise auf das Gitter treffen und weitere Träger entfernen.

Dieser Prozess kann zu einer Lawine neuer Träger und zum Zusammenbruch der pn-Verbindung führen.

Die Art und Weise, wie ein Ausfall auftritt, führt zu einem sehr ungleichmäßigen oder unregelmäßigen Stromfluss. Dies bedeutet, dass hohe Geräuschpegel erzeugt werden - Lawinengeräusche.

Lawinengeräuschgenerator

Lawinendioden erzeugen große Mengen an Hochfrequenzrauschen. Infolgedessen sind sie weit verbreitete Rauschquellen für HF-Messungen, z. für HF für Antennenanalysatorbrücken und auch für andere Elemente wie Zufallszahlengeneratoren.

In diesen Anwendungen können entweder Lawinendioden oder sogar Spannungsreglerdioden (Zenerdioden) verwendet werden. Wenn Zenerdioden verwendet werden, müssen die Dioden Durchbruchspannungen über etwa 5,5 Volt aufweisen, da Dioden mit Spannungen über diesem Wert hauptsächlich Lawinendurchbruch verwenden, unter diesem Wert ist der Zenerdurchbruch der Hauptmodus.

Lawinengeräuschentfernung

Bei Verwendung von Schaltungen, die Dioden verwenden, wie z. B. Spannungsreferenzdioden, die unter Verwendung eines Lawinendurchbruchs arbeiten können, kann es erforderlich sein, das Lawinenrauschen zu entfernen.

Das Lawinenrauschen kann mit einfachen kondensatorbasierten Filtern oder Glättungsnetzwerken beseitigt werden.

Alle Filter, die zur Beseitigung des Lawinenrauschens ausgelegt sind, sollten so ausgelegt sein, dass ihr Betrieb die normale Funktion des Stromkreises nicht beeinträchtigt.

Lawinengeräusche sind in ihrer Erzeugung relativ begrenzt. Zenerdioden und andere Formen von Mikrowellendioden, die als Teil ihres Betriebsmechanismus einen Lawinendurchbruch verwenden, erzeugen diese Form von Rauschen. Bei Zenerdioden kann es normalerweise recht einfach durch Filtern entfernt werden. Für Mikrowellendioden, die Durchbruchstechniken zur Erzeugung des Signals verwenden, gibt es einen inhärenten Rauschpegel, der toleriert werden muss.

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