Bruit de grenaille

Un bruit de grenaille, bruit de Schottky ou bruit quantique est un bruit électronique. Il est causé par le fait que le courant électrique n'est pas continu mais constitué de porteurs de charge élémentaires.



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Un bruit de grenaille, bruit de Schottky ou bruit quantique (en anglais, shot noise) est un bruit électronique. Il est causé par le fait que le courant électrique n'est pas continu mais constitué de porteurs de charge élémentaires (en général des électrons).

Si on mesure le nombre de porteurs de charge passé durant un intervalle de temps Δt donné, on aura un nombre moyen

\bar{N}=\frac{I}{e} \times \Delta t,

I sert à désigner le courant moyen qui parcourt le composant, et e la charge élémentaire de l'électron.

Le nombre effectif de porteurs mesuré est aléatoire, car les porteurs n'arrivent pas régulièrement mais en ordre dispersé selon une probabilité constante de I / e par unité de temps. Ceci veut dire qu'ils suivent une loi de Poisson et par conséquent Var(N)=\bar{N}.

La variance sur I vaut alors :

Var(I)=Var(N) \times\frac{eˆ2}{ \Delta t ˆ2}=\bar{N}\frac{eˆ2}{ \Delta t ˆ2}=\frac{Ie}{\Delta t} .


Ce bruit est par conséquent modélisé par une source de courant, positionnée en parallèle du composant parfait non bruyant, et de densité spectrale de puissance DI = eI. Dans la pratique, pour calculer le bruit de grenaille sur une bande de fréquences Δf = 1 / 2Δt (le cœfficient 2 provenant du fait qu'en électronique on raisonne en fréquences positives seulement), on utilise la formule :

\langle i_nˆ2 \rangle = 2eI \Delta f.

Ce modèle doit cependant être occasionnellementaffiné en y introduisant certains phénomènes de second ordre, tels que :

En électronique, les principales sources de bruit de grenaille sont les jonctions PN et Schottky qu'on trouve dans les diodes, les transistors bipolaires et au niveau des grilles des transistors JFET.

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