Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
Le bruit de fond des composants électroniques revêt une importance fondamentale dans les techniques de mesure. Sa connaissance et sa mesure sont donc nécessaires, non seulement lors de l’utilisation des circuits mais aussi au moment de leur conception. Cet article présente le bruit de fond attaché aux principaux composants électroniques de base (résistances, capteurs, transistors MOS et bipolaire, circuits intégrés linéaires…). Sont ensuite exposés les différents modèles associés à ces composants, avant de s’intéresser à la conception à faible bruit et ses limites.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Matteo VALENZA : Professeur à l’Université Montpellier II
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Fabien PASCAL : Professeur à l’Université Montpellier II
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Alain HOFFMANN : Professeur à l’Université Montpellier II
INTRODUCTION
Ce texte doit se lire à la suite du dossier Bruit de fond et mesures- Aspects théoriques. Quatre objectifs sont développés dans ces dossiers.
Le premier objectif fait l’objet du dossier Bruit de fond et mesures- Aspects théoriques.
Le deuxième objectif est de présenter le bruit de fond qui s’attache aux principaux composants électroniques de base, passifs et actifs : résistances et capteurs, différents types de transistors et circuits intégrés linéaires 1 ;
Le troisième objectif est de faire connaître les différentes méthodes de mesure du bruit de fond et la précision de mesure qui s’y attache (§ 2, § 3) ;
Enfin, le dernier but de ces dossiers, et non le moindre, est de bien faire comprendre au lecteur l’importance du bruit de fond dans les techniques de mesures, ainsi que l’importance de maîtriser sa connaissance dans les composants et les circuits utilisés ou choisis lors de la conception des circuits électroniques à faible bruit 4.
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4. Bruit de fond et conception électronique
4.1 Conception à faible bruit
L’utilisation des connaissances sur le bruit de fond dans les composants et les circuits est nécessaire lors du développement d’un système électronique de mesure nécessitant un faible bruit.
Le principal problème est le suivant : à partir du signal connu donné par un capteur, du bruit, de l’impédance et de la réponse caractéristique de celui-ci, comment doit-on optimiser la conception de l’amplificateur pour ne pas trop dégrader le rapport signal sur bruit ?
L’« adaptation » de l’amplificateur au capteur est la base de la conception faible bruit. Ce terme d’« adaptation » doit être pris ici dans un sens différent de celui normalement admis. Cette « adaptation » sera optimale lorsque les générateurs de bruit en et in de l’amplificateur et la résistance Rc du capteur seront tels que (Bruit de fond et mesures- Aspects théoriques § 3.2.3) :
4.1.2 Limite de la conception à faible bruit
Pour une application à faible signal, doit-on concevoir un amplificateur de plus faible bruit possible ? Il est évident que non, car usuellement peu de composants présentent un facteur de bruit F inférieur à 3 dB. Or, si F = 3 dB (ou F = 2 en valeur algébrique), cela veut dire (Bruit de fond et mesures- Aspects théoriques...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HOOGE (F.), KLEINPENNING (T.), VANDAMME (L.) - * - Repts. Progr. Phys., 44, p. 479 (1981).
-
(2) - VAN DER ZIEL (A.) - Noise in Solid-State Devices and Circuits - . John Wiley, New York (1986).
-
(3) - JARRIX (S.), DELSENY (C.), PASCAL (F.), LECOY (G.) - Noise correlation measurements in bipolar transistors Part 1 : Theoretical expressions and extracted current spectral densities - . J. Appl. Phys. 81(6), p. 2651-2657 (1997).
-
(4) - DELSENY (C.), PASCAL (F.), JARRIX (S.), LECOY (G.) - Noise correlation measurements in bipolar transistors Part 2 : Correlation between base and collector currents - . J. Appl. Phys., 81(6), p. 2658-2663 (1997).
-
(5) - PASCAL (F.), CHAY (C.), DEEN (M.J.), JARRIX (S.G.), DELSENY (C.), PÉNARIER (A.) - Comparison of low frequency noise in III-V and Si/SiGe HBTs - . IEE Proc. Circuits Devices Syst., 151, 2, p. 138-146 (2004).
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(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Transistor MOS et sa technologie de fabrication
ANNEXES
(liste non exhaustive)
Synergie Concept, à Meylan http://www.synergie-concept.fr
HTDS, à Massy http://www.htds.fr
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