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Rauscherzeugung mit der BE-Diode (@Thomas!) /editiert (Elektronik)

verfasst von Kendiman(R), 06.12.2016, 12:16 Uhr

» Hallo Thomas (und die es sonst interessiert),
»
» anläßlich des Threads von Matthes vor einigen Tagen hatten wir einige
» Gedanken zur Rausch-Schaltung ausgetauscht. Ich habe mich derweil etwas
» damit befaßt und einige Beobachtungen gemacht:
»
» 1) Die Messungen an einer "BE-Rauschdiode" sollten unbedingt mit einer
» Stromquelle erfolgen, sonst gilt "WMMM", da ja das Rauschsignal wiederum
» die Schwelle für den Einsatz des Avalanche-Durchbruchs beeinflußt. Ich habe
» einen LM334 genommen, so konnte ich von 0,1µA (außerhalb der Specs) bis
» 10mA messen.
»
» 2) Ich habe 9 verschiedene Si-NPN-Tranistoren gemessen (2N2222, 2N5836(HF),
» BC108, BC223, 2N2219, BC546, 3x C546). Die Rauscheigenschaften der BE-Diode
» streuten sehr stark, so dass mit diesen Messungen eine Zuordnung von
» Rauschen und Transistortyp nicht möglich war (z.B. extreme Streuungen
» innerhalb der Gruppe der 3 C546!).
»
» 3) Alle Transistoren zeigten ein Maximum der Rauschspannung zwischen 10µA
» und 100µA. Ab 100µA war oft ein drastischer Abfall der Rauschspannung zu
» beobachten, einhergehend mit einer Signaländerung von monophasischen
» Rauschen zum biphasischen Rauschen.
»
» 4) Hier z. B.: http://holdenc.altervista.org/avalanche/ findet man eine
» Schaltung, bei der die Rauschdiode zwischen Kollektor und Basis eines
» Transistors liegt. Die Funktion war mir zunächst nicht klar, da ich so eher
» eine Gegenkopplung und somit Dämpfung des Signals erwartet hätte. Das
» angehängte Bild mit den Oszillogrammen am Kollektor (CH1) und der Basis
» (CH2) des 2N4401 zeigt sehr schön, was passiert: In CH1 sieht man
» Spannungsanstiege, die auf den Aufbau einer Ladung hindeuten (Allerdings
» wäre hier überschlägig eine Kapazität im nF - Bereich wirksam, was
» unwahrscheinlich ist, ich vermute hier evtl. einen Meßfehler. Die
» Ankopplung des Oszis ist es nicht (kein Unterschied ob 1:1 oder 10:1
» Tastkopf), der LM334 verursacht das ebenfalls nicht, ich habe ihn
» versuchsweise durch einen R ersetzt. Allerdings könnte die scheinbare
» Kapazität evtl. durch das ß des 2N4401 "erzeugt" werden, dann könnte es
» passen). Nach dem Spannungsanstieg erfolgt eine Entladung, die sich als
» Spannungsspitze in CH2 (Basis des 2N4401) zeigt. Evtl ist das der
» Avalanche-Effekt, aber da bin ich keinesfalls sicher. Auf jeden Fall sieht
» man, dass sich eine Spannung aufbaut und dann der Durchbruch erfolgt. Das
» erklärt auch, dass es zu keiner Dämpfung durch Gegenkopplung kommt.
» Allerdings stellt sich mir hier die Frage, ob diese recht typische
» Ladezeitkonstante nicht den Zufallscharakter des Rauschsignals in Frage
» stellt.
»
» edit:
» läßt man den 2N4401 weg, so ist der "Ladeffekt" stark reduziert, die hohen
» Frequenzanteile im Rauschen steigen enorm an. Allerdings dürfte das für NF
» unerheblich sein, da selbst mit dem "Schleich" so um die 500kHz erreicht
» werden.
»
»
»
»
»
»
» Grüße
»
» Hartwig

Das ist ein Thema, das nicht jeden interessieren wird.

Der Avalanche-Durchbruch entsteht durch Stoßionisation.
Der bewirkt einen ungleichmäßigen Stromfluß.
Alle Dioden (auch die BE- und auch die CE Diode eines Transistors)
zeigen den Avalanche-Effekt.
Meist liegt die Durchbruchspannung sehr hoch (60 - 1000 V)
Nur die BE Diode hat ist so dotiert, das der Durchbruch ab ca 6 V einsetzt.
Und alle Z-Dioden mit geringer Z-Spannung
Bei der Kollektor-Basis-Diode ist die Durchbruchspannung viel höher > 60 V.
Die bestimmt die Spannungsfestigkeit von Transitoren.
Je höher die Durchbruchspannung umso eindeutiger der Avalanche-Effekt.
Das größte Rauschen ist zwischen 10 und 100 uA. Das habe ich auch festgestellt.

Bei der Schaltung versorgt die Konstantstromquelle nicht nur die Diode,
sondern auch den Transistor. Fließt über die Diode mehr Basisstrom,
so fließt auch mehr Kollektorstrom. Der zieht die Spannung herunter.
Der Transistor sollte unabhängig versorgt werden.



Gesamter Thread:

Rauscherzeugung mit der BE-Diode (@Thomas!) /editiert - Hartwig(R), 06.12.2016, 00:12 (Elektronik)
Rauscherzeugung mit der BE-Diode (@Thomas!) /editiert - Kendiman(R), 06.12.2016, 12:16