O ruído de disparo é um conceito fundamental no campo de dispositivos semicondutores, incluindo diodos. Surge devido à natureza discreta dos portadores de carga (elétrons e lacunas) em um material. Quando uma corrente flui através de um diodo semicondutor, esses portadores de carga se movem aleatoriamente, levando a flutuações na corrente conhecidas como ruído de disparo.
O conceito de ruído de disparo foi descrito pela primeira vez por Walter Schottky em 1918. É predominante em vários dispositivos e sistemas eletrônicos, especialmente em baixas correntes ou quando se trata de portadores de carga individuais, como em diodos operando no modo de polarização reversa.
A principal causa do ruído de disparo em diodos é a chegada aleatória de portadores de carga na junção. Essa aleatoriedade se deve à natureza estatística do movimento dos portadores de carga e ao seu comportamento quantizado discreto. À medida que essas portadoras cruzam a junção do diodo, seus tempos de chegada são imprevisíveis, levando a flutuações na corrente.
A corrente de ruído de disparo (I_shot) em um diodo pode ser modelada usando a seguinte equação:
I_tiro = √(2 * q * I * Δf)
q é a carga de um elétron (aproximadamente 1,6 x 10 ^ -19 Coulombs).
I é a corrente média que flui através do diodo.
Δf é a largura de banda na qual a corrente é medida.
Pontos-chave sobre ruído de disparo em diodos:
Proporcional à raiz quadrada da corrente: O ruído de disparo é diretamente proporcional à raiz quadrada da corrente média do diodo. Portanto, à medida que a corrente aumenta, a magnitude do ruído de disparo também aumenta.
Predominante em correntes baixas: O ruído de disparo é mais perceptível em correntes baixas porque, em correntes mais altas, as flutuações aleatórias são ofuscadas pela magnitude geral da corrente.
Importante em aplicações sensíveis: Em aplicações onde estão envolvidas correntes baixas, o ruído de disparo torna-se um fator crucial. Por exemplo, em sensores de alta precisão, fotodiodos e receptores de comunicação que operam em baixos níveis de sinal, o ruído de disparo pode impactar significativamente o desempenho geral do sistema.
Não pode ser eliminado, mas pode ser minimizado: O ruído de disparo é uma característica inerente a qualquer dispositivo que transporta corrente. Embora não possa ser completamente eliminado, pode ser reduzido através do emprego de técnicas como o resfriamento do diodo a temperaturas mais baixas ou o uso de técnicas de processamento de sinal.
Em resumo, o ruído de disparo é um aspecto fundamental do comportamento do diodo que surge da natureza estatística dos portadores de carga. É particularmente importante em aplicações de baixa corrente e alta precisão, e os engenheiros devem considerá-lo ao projetar sistemas e dispositivos eletrônicos sensíveis.