Effets des rayonnements ionisants sur le facteur de bruit des transistors bipolaires aux moyennes fréquences

A model connecting the radiation-induced noise figure shifts to the d.c. base current increases is proposed. The most significant features of the model are compared to measurements carried out on gate controlled bipolar transistors. It is established both theoretically and experimentally that ionizing radiation does not influence the noise figure behaviour when the source résistances are lower than the minimum noise figure résistance. For high source resistances, surface generation recombination centers induced by the ionizing radiation provoke noise figure increases in direct ratio to the increases of the base current. The corresponding shifts in the minimum noise figure have a small magnitude. They result from the effects of two terms, one proportional to the base current increases and the other proportional to its square root. Furthermore, the resistance source giving the minimum noise figure, decreases in inverse proportion to the base current increases. The study of noise sensitivity to internai and external transistor parameters, indicates that radiation induced noise figure increases are magnified in two cases : a) at low emitter current levels when the base surface is depleted and b) at high emitter current levels, when crowding increases carrier injection at the emitter periphery.Un modèle liant les accroissements du facteur de bruit induits par le rayonnement à ceux du courant continu de base est proposé. Les propriétés principales du modèle sont comparées aux résultats des mesures effectuées sur des transistors bipolaires commandés par effet de champ. Il est établi théoriquement et expérimentalement que le rayonnement ionisant n'influence pas le facteur de bruit quand la résistance de source est inférieure à la résistance donnant le facteur de bruit minimum. Pour des résistances de source élevées, les centres de génération recombinaison induits à la surface par le rayonnement provoquent des accroissements du facteur de bruit proportionnels aux accroissements du courant de base. A bas niveau de polarisation, les accroissements correspondants du facteur de bruit minimum sont faibles. Ils résultent des effets de deux termes, l'un proportionnel au courant de base, l'autre proportionnel à sa racine carrée. De plus, la résistance de source donnant le facteur de bruit minimum décroît proportionnellement à l'inverse de la racine carrée du courant de base. L'étude de la sensibilité du bruit aux paramètres internes et externes du transistor indique que les accroissements du facteur de bruit sont amplifiés dans deux cas : a) pour les faibles valeurs du courant émetteur quand la surface de base est appauvrie de porteurs majoritaires, et b) à fort niveau de courant quand l'effet de la défocalisation augmente l'injection des porteurs de charge à la périphérie de l'émetteur

Effets d'un rayonnement ionisant sur les mécanismes de conduction et de bruit de fond basse fréquence des transistors bipolaires

Gate controlled NPN bipolar transistors were irradiated with doses ranging between 10 and 104 Gy X rays supplied by a generator functioning at 150 kV. An increase of great amplitude of the base current and of the low frequency noise were observed for both depleted and inverted base surface conditions. It has been shown that these increases were due to the enhancement of the total surface recombination velocity, of the positive charge within the oxide and also of the density of noise traps. Positive correlations were observed between these three surface parameters. These results have been attributed to the ionization of silica by X rays. The transistors partially recovered by means of thermal treatments. It has been suggested that it does not exist specific hardening methods to minimize the noise sensitivity to irradiation.Des transistors bipolaires NPN commandés par effet de champ ont été soumis à des doses comprises entre 10 et 104 Gy de rayons X délivrés par un générateur fonctionnant à 150 kV. Des accroissements de grande amplitude de courant de base et du bruit de fond basse fréquence ont été observés quand la surface était appauvrie en porteurs majoritaires ou inversée. Il a été montré que ces accroissements résultaient d'augmentations de la vitesse de recombinaison en surface, de la charge positive située dans l'oxyde et de la densité de pièges donnant le bruit. Des corrélations positives ont été mises en évidence entre les accroissements de ces trois paramètres. Ces résultats ont été attribués à l'ionisation de la silice par des rayons X. Une restauration partielle des caractéristiques des transistors a été obtenue après traitements thermiques. Il a été suggéré qu'il n'existe pas de méthodes spécifiques de durcissement diminuant la sensibilité du bruit au rayonnement