Stromrauschen in Silizium

Rauschmessungen an n ‐ und p ‐leitenden Siliziumeinkristallen werden in Abhängigkeit von der Frequenz, der Temperatur und der Feldstärke durchgeführt. Der Frequenzbereich der Messung erstreckt sich von 0,15 bis 150 kHz, die Temperaturen liegen zwischen 300 und 450 °K. Die Kristalle haben spezifische Widerstände zwischen 80 und 420 Ωcm und natürliche oder geschmirgelte Oberflächen. Das Stromrauschen der Kristalle zeigt: 1 eine Abnahme mit wachsender Frequenz f , die durch den Ausdruck\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$$ \frac{\tau }{{1 + (2\pi f\tau)^2 }} $$\end{document};bestimmt wird. Zur Beschreibung der Kurven genügt ein einziger τ‐Wert, der eine Volumeigenschaft der Probe charakterisiert. 2 eine Zunahme mit dem Quadrat der Feldstärke.Aus der Messung der Temperaturabhängigkeit geht hervor, daß die Kristalle zwischen Stör‐ und Eigenleitung einen Temperaturbereich aufweisen, in dem das Stromrauschen unmeßbar klein ist (rauschfreie Zone). Daran anschließend steigt das Rauschen mit zunehmender Temperatur exponentiell an. Das Vorhandensein einer rauschfreien Zone gibt die Gewähr dafür, daß die Probenkontakte zum Stromrauschen keinen Beitrag liefern. Das auftretende Stromrauschen kann als Generations‐Rekombinationsrauschen gedeutet werden. Ein Vergleich der Meßwerte mit den theoretisch ermittelten Daten zeigt gute Übereinstimmung.