Haben PNP-Transistoren ein geringes Rauschen?

Ich bin mir sehr sicher, dass das von Löchern und Elektronen erzeugte Rauschen ziemlich gleich ist. Wenn es Unterschiede im NPN- und PNP-Transistor gibt, müssen sie eine indirekte Ursache haben und nicht durch die Art der Träger verursacht werden.

Im Wesentlichen gibt es nur zwei dominante Arten von (weißen) Rauschquellen

1) Schrotrauschen (dies liegt an der Diskretion des Trägerflusses beim Passieren einer Potentialbarriere, wie z. B. eines PN-Übergangs). Dies ist unabhängig von Bauelementstruktur, Dotierungsniveaus, Materialzusammensetzung, Trägertyp und so weiter. Sie ist fundamental und für Löcher und Elektronen gleich (temperaturunabhängig, nur stromabhängig!).

2) thermisches oder resistives Rauschen (aufgrund der Brownschen Bewegung von Ladungsträgern in resistiven Schichten) Dies ist ebenfalls grundlegend und hängt nur von der Temperatur und dem Gesamtwiderstand ab.

Daher erzeugen Transistoren, die beispielsweise unterschiedliche Schichtwiderstände haben, auch unterschiedliche Rauschmengen. Dies kann die Ursache für das unterschiedliche Verhalten von PNP- und NPN-Transistoren sein (genauer gesagt, zwischen beliebigen Transistorpaaren, nicht nur unterschiedlicher Polarität). Das Schrotrauschen ist bei allen Bipolartransistoren ziemlich gleich.

Übrigens: Das durch Oberflächenzustände erzeugte Rauschen (wie von rawbrawb erwähnt) ist immer eine Art 1 / f-Rauschen und verschwindet bei einer bestimmten Frequenz (im Gegensatz zu den beiden oben genannten Quellen für weißes Rauschen). Im Gegensatz zum weißen Rauschen (was recht einfach zu erklären ist) ist 1/f-Rauschen ein sehr kompliziertes Phänomen mit vielen verschiedenen Effekten, die es verursachen können. Es hängt stark von der Materialqualität, der Gerätestruktur usw. ab. Beim 1/f-Rauschen sind starke Unterschiede zwischen den Geräten zu erwarten. Achten Sie also immer auf die Frequenz, bei der das Rauschen angegeben ist!

Wenn Sie sich auf niedriges 1 / f-Rauschen beziehen, kann es wahr sein, dass einige PNPs leiser sind als ihre komplementären NPNs. Vergleichen Sie zum Beispiel 2N2222A vs. 2N2907A , 2N3904 vs. 2N3906 oder 2N4124 vs. 2N4126 die PNP-Varianten sind etwas leiser. Es ist möglich, dass andere Faktoren eine größere Rolle bei der Bestimmung der Rauschzahl spielen. Ich verwende die 2N2907 in allen meinen Amateurempfängern mit Direktumwandlung. Diese Verstärker sind stumm!

Ohne Labortests gibt es keine Antwort. Ich habe das instinktive Gefühl, dass das Schaltungslayout und die Verpackung (wie die Pins am Halbleiter befestigt sind) einen mehr als 100-mal größeren Einfluss auf das Rauschen haben als NPN gegenüber PNP.

"Rauschen" ist ein schwieriges Thema, ähnlich wie "Genauigkeit" beim Messen; Sie müssen zuerst definieren, was Ihr Geräusch ist. Anekdotisch lehrte mich die US Navy, dass Strom mit den Löchern fließt, nicht mit Elektronen. Ich erwähne das, weil ich sofort denke, oh, was ist, wenn die Löcher laut und die Elektronen leise sind? (was für mich bedeutet, dass Löcher, Elektronen keine Rolle spielen, da sie funktional äquivalente Gegensätze sind)

Rauschen in Transistoren entsteht ausnahmslos aufgrund der Konstruktion des Geräts und auch aufgrund nativer Probleme. Sie haben ein natives Problem bei der Identifizierung von Löchern/vs. Elektronen. Andere Dinge, die das Rauschen beeinflussen können, sind Oberflächenzustände und ob die Träger mit diesen Zuständen interagieren können oder nicht. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, einen Transistor herzustellen, daher kann man nur von Trends sprechen. Man kann also mit Sicherheit sagen, dass der PNP niedriger ist, aber man muss die Herstellungsdetails kennen, um genau zu wissen, WARUM.

Wenn der NPN bei einem bestimmten Strom einen höheren Gm erzeugt, können Sie jedoch im Allgemeinen einen NPN-Verstärker mit geringerem Rauschen betreiben, indem Sie ihn einfach heißer laufen lassen und dann die Antwort auf die von Ihnen benötigte BW zurückfiltern. Höheres Gm bedeutet insgesamt mehr Rauschen, aber weniger Rauschen pro Einheit BW.