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¿Qué es el ruido de avalancha?

¿Qué es el ruido de avalancha?


El ruido de avalancha es una forma de ruido que no ocurre en la mayoría de los circuitos, pero se puede experimentar con uniones PN que se operan en el punto de ruptura de la avalancha o cerca de él.

Los diodos como los diodos Zener exhiben esto y los efectos se pueden filtrar en la fuente para eliminarlos y evitar que ingresen a otros circuitos. También es posible usar los diodos que exhiben ruptura de avalancha como generadores de ruido que a veces se necesitan para algunas aplicaciones de prueba.

Desglose por avalancha

Para poder observar el ruido de las avalanchas, primero es necesario observar el fenómeno que lo origina.

La ruptura de avalancha ocurre en semiconductores donde existe un gradiente de potencial muy alto. Cuando esto ocurre, los electrones ganan impulso rápidamente y pueden golpear la red cristalina a través de la cual viajan con tal energía que pueden desalojar otros portadores de carga creando pares de electrones huecos. A su vez, estos portadores se aceleran y de manera similar pueden golpear la red y desalojar otros portadores.

Este proceso puede conducir a una avalancha de nuevos portadores y la ruptura de la unión pn-.

La forma en que ocurre la ruptura da como resultado un flujo de corriente muy desigual o irregular. Esto significa que se generan altos niveles de ruido: ruido de avalancha.

Generador de ruido de avalancha

Los diodos de avalancha generan grandes cantidades de ruido de radiofrecuencia. Como resultado, son fuentes de ruido ampliamente utilizadas para mediciones de RF, p. Ej. para RF para puentes de analizadores de antena y también en otros elementos como generadores de números aleatorios.

En estas aplicaciones se pueden utilizar diodos de avalancha o incluso diodos reguladores de voltaje (Zener). Cuando se utilizan diodos Zener, los diodos deben tener voltajes de ruptura por encima de aproximadamente 5,5 voltios porque los diodos con voltajes por encima de este valor utilizan principalmente ruptura de avalancha, por debajo de este valor la ruptura Zener es el modo principal.

Eliminación de ruido de avalancha

Cuando se utilizan circuitos que utilizan diodos, como los diodos de referencia de voltaje, que pueden funcionar utilizando la ruptura de avalancha, puede ser necesario eliminar el ruido de avalancha.

El ruido de la avalancha se puede eliminar mediante un simple filtro basado en condensadores o redes de suavizado.

Cualquier filtro diseñado para eliminar el ruido de la avalancha debe diseñarse de manera que su funcionamiento no afecte el funcionamiento normal del circuito.

El ruido de avalancha es relativamente limitado en su generación. Los diodos Zener y otras formas de diodos de microondas que utilizan la ruptura de avalanchas como parte del mecanismo de su funcionamiento generarán esta forma de ruido. Para los diodos Zener, normalmente se puede quitar con bastante facilidad mediante un filtrado. Para los diodos de microondas que utilizan técnicas de ruptura para generar la señal, existe un nivel inherente de ruido que debe tolerarse.

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