JPS585006A - 白色雑音を発生させる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＭＯ８電界効果トランジスタを用−て白色雑音
を発生させる方法Ｋ１１ｌする。

一般に、電子回路における白色雑音状好ましいものでは
ない。しかし、音声合成装置、シンセサイザー、測定器
等においては音声合成の音源あるいは信号源として有用
である。

従来、白色雑音をＭＯ８Ｉｌ半導体装置を用いて発生さ
せる方法が試みられ九が困難でありた。それはＭ０８９
半導体装置が、８　ｉ　０２　／　８　ｉ界面に起因す
るｌ／ｆ雑音及び発生・再結合（以下ｇ−ｒと記す）雑
音等の大きな低周波過剰雑音を有してｉる九めで、可聴
周波数帯領以下では白色雑音を処理できな−からである
。

単一の時定数をもつｇ−ｒ雑音のスペクトル密度８ｇｒ
（ｆ）は理論的に次式で表わされる。

８ｇｒ（７）　＝Ｋ　　　１／７ｏ− １＋（７／７ｏ）”　　　　（１） ここＫＫは表面準位ｖＲＩＩＬ等で決まる定数、ｆは周
波数ｓ　ｆｏはｇ−ｒ過程の時定数に対応する周波数で
ある。周波数ｆに対するスペクトル密度Ｓｇｒωを図で
表わすと第１図に示すようＫなる。ＢｇｒＶ＞はｆ＜ｆ
ｏで一定、ｆ＞ｆｏでは１／ｆ”ｅｃ比例して減少する
。通常九は数十〜数百ヘルツである。

もしｆｏを十分高い周波数に持って行くことができれば
ｓｆｏ以下の周波数ではｇ−ｒ雑音は白色雑音とみなせ
る。しかし、１１１式からもわかる様に、ｆｏが大きく
なると８ｇｒＶＩは１　／ｆ６　Ｋ比例するために、ｇ
−ｒ雑音そのものが小さくなってしまい、雑音源として
使うには適当でなくなりてしまり。

ところで、イオン注入によってチャンネルが形成された
デプレッシ冒ン＠ＭＯＢ電界効果トランジスタにおいて
は動作条件に応じて大きなｇ−ｒ雑音が発生する。例え
ば、ソース電極を接地し、ドレイン電極を接地電位に対
して＋５ｖ近傍に保ち、チャンネル表面が空乏領域とな
るように半導体基板に対して負の電圧から正の電圧まで
の間で変化する電圧をゲート電極に印加すると大きなｇ
−ｒ雑音が発生する。しかし、チャンネル表面が空乏領
域となるような動作条件であると第１図に示すｆｏの値
はｌ　ｋＨｚ以下であシ、また、得られるｇ−ｒ雑音は
１／ｆ雑音と同程度であるため。

第１図に示すような８ｇｒωが平坦であるような領域は
現われない。

このように従来の方法ではＭＯａ型電界効果ト２ンジス
タを用いて白色雑音を発生させることは困難であるとい
う欠点があった。

本発明は上記欠点を除去し、デプレマシ■ン型ＭＯ８電
界効果トランジスタを用いて白色雑音を発生させる方法
を提供するものである。

本発明の白色雑音を発生させる方法は、−導電型デプレ
ツタ、ン型ＭＯ８電界効果トランジスタがＮチャンネル
型であるときはソース電極に対して正の電圧をドレイン
に電極印加し、Ｐチャンネル型であるときは、ソース電
極に対して負の電圧をドレイン電極に印加し、かつチャ
ンネル表面に反対導電型の反転層が形成されるような電
圧をゲート電極に印加し、ドレイン領域端に発生する雑
音を前記ドレイン電極から毛出すことを特徴とする。

本発明の白色雑音を発生させる方法について詳細に説明
する。

一導電型デプレッシ璽ン１１１ＭＯ８電界効果トランジ
スタ（以下Ｄ−ＭＯ８Ｔと配す）がＮチャンネル型であ
る場合とＰチャンネル型である場合について説明する。

Ｄ−ＭＯ８ＴがＮチャンネル型であるとき、ソース電極
に対して正の電圧（約５Ｖ）をドレイン電極に対して印
加し、チャンネル表面に反対導電型の反転層、すなわち
Ｐ型層が形成されるように、半導体基板に対して負の電
圧をゲート電極に印加する。そうすると半導体基板に形
成されているドレイン領域の端部Ｋｇ−ｒｍ音が発生す
る。この雑音をドレイン電極から取出すと白色雑音が得
られる。

Ｄ−ＭＯ８ＴがＰチャンネル型であるときは、ソース電
極に対して負の電圧をドレイン電極に印加し、半導体基
板に対して正の電圧をゲート電極に印加してチャンネル
表面に反転層を形成し、ドレイン領域端部に発生するｇ
　−ｒ雑音を取出す。

このようＫして得られるｇ−ｒ雑音のｆｏは約１０ｋＨ
ｚである。この雑音は１／ｆ雑音よシ２桁以上大きい、
すなわちｆｏＯ値が２桁以上大きいので白色雑音と見な
すことができる。

第２図は本発明の一実施例によシ得られる雑音スペクト
ルの特性図である。

この特性図は、ドレイン電極で得られる雑音電圧をＩゲ
ート電極とソース電極との関に現われる雑音電圧に換算
した等値入力雑音電圧ｅｎを周波数に対して示したもの
である。

等値入力雑音電圧ａｎのスペクトルが平坦である範囲、
すなわち白色雑音の範囲はｉｏ’ＨｘＫまで達し、可聴
周波数のはｔ！全全域覆っている。また、等値入力雑音
電圧６ｎ４１０μＶ／Ｉ’ＦＧに達する大きさが得られ
る。

このようＫＤ−ＭＯ８Ｔを表面反転領域で使うと。

桁はずれに大きなｇ−ｒ型スペクトルを持つ雑音が発生
するため、容易に白色雑音源を作ることができる。しか
もｆｏ−１０ｋＨｚと比較的高い丸め、可聴周波数帯域
での使用には耐えられる。この時の等個入力雑音電圧ｅ
ｎＫ相当する等価雑音抵抗は６Ｘ１０’Ωにもなるから
、抵抗では実現できない大きさである。Ｄ−ＭＯ８Ｔは
通常の集積回路に容易に組込むことのできるものである
から、音声合成器、シンセサイザー等に使用する集積回
路内に白色雑音源を内蔵させることが容易になる。

以上詳細に説明したように１本発明によればデブレツシ
冒ン型ＭＯ８電界効果トランジスタを用いて可聴周波数
の白色雑音を容易に発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＭＯ８Ｏ８電界効果トランジスタいて得られる
発生・再結合雑音のスペクトル密度の一例の特性図、諮
２図は本発明の一実施例により得られる雑音スペクトル
の特性図である。 ｏＩｊｆ 第　Ｉ　図 周液数（Ｉｈン 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一導電型デプレツク冒ン型ＭＯ８電界効果トランジスタ
   がＮチャンネル屋であるときけソース電極に対して正の
   電圧をドレイン電極に印加し、Ｐチャンネル屋であると
   き社ソース電極に対して負の電圧をドレイン電極に印加
   し、かつチャンネル表ｆｆ１Ｋ反対導電瀧の反転層が形
   成されるような電圧をゲート電極に印加し、ドレイン領
   域端に発生する雑音を前記ドレイン電極から取出す仁と
   を特徴とする白色雑音を発生させる方亀