Elektrisches Rauschen bei Elektronischen Bauteilen: Was ist das eigentlich?
In elektronischen Bauteilen findet man viele verschiedene Ursachen für Rauschen, aber natürlich sind nicht alle gleich stark. Meistens genügt es folgende zwei Rauschquellen zu betrachten: „Schrotrauschen“ und „thermisches Rauschen„.
Beim Schrotrauschen sieht man, dass der elektrische Strom aus einzelnen Elektronen besteht, die unabhängig voneinander fließen. Die kleinstmögliche Ladungsmenge (die des Elektrons) beträgt 1.61E−19 A sec. Die Elektronen kommen nicht als gleichmäßiger Fluß daher, sonder zufällig mit einer statistischen Verteilung (z. B. wie fallende Regentropfen). Dadurch entsteht ein zeitlich schwankender Strom.
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Und wie entsteht das elektrische Rauschen beim thermischen Rauschen?
Beim thermischen Rauschen sieht man, dass mit steigender Temperatur die Elektronen immer häufiger mit den Gitteratomen des elektronischen Bauteils zusammenstoßen. Die Elektronen bewegen sich zwar mit einer mittleren Geschwindigkeit in Richtung des elektrischen Feldes, durch die häufigen Stöße ändern sie aber ständig ihre Flugbahn und es ergibt sich ein zusätzlicher Rauschstrom.
Zur Berechnung wird das elektrische Rauschen in Schaltungen übrigens als Rauschstromquelle oder Rauschspannungsquelle dargestellt. Das Qualitätsmaß für ein durch Rauschen gestörtes Signal ist das Signal-Rausch-Verhältnis.
Dr. Stefan Kalchmair ist Entwicklungsingenieur bei Helbling Technik GmbH. Der Beitrag wurde erstmals am 30.05.2017 veröffentlicht.
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