Schrotrauschen
Schrotrauschen ist eine Form des Rauschens, das immer dann auftritt, wenn ein elektrischer Strom eine Potenzialbarriere überwinden muss.
Das Schrotrauschen rührt daher, dass sich der Gesamtstromfluss aus der Bewegung einzelner Ladungsträger (Elektronen oder Löcher) zusammensetzt, und jeder Ladungsträger für sich diese Barriere überquert. Dies geschieht nicht gleichmäßig, sondern ist ein statistischer Prozess. In der Summe sind auch auf makroskopischer Ebene gewisse Schwankungen des Stromflusses zu beobachten.
Die Stärke des Schrotrauschens lässt sich durch die Gleichung
ausdrücken, wobei e die Elementarladung, I der im Leiter fließende Strom und die Bandbreite der Messung sind.
Wie man sieht, hängt die Größe des Schrotrauschens also von der Größe des fließenden Stromes ab und zeigt keine direkte Temperaturabhängigkeit. Sie ist dadurch vom Rauschen im Gleichgewicht (Johnson-Rauschen) zu unterscheiden. Jedoch ist es oft der Fall, dass der für das Schrot-Rauschen verantwortliche Strom stark temperaturabhängig ist. Mit einer Kühlung kann somit eine Rauschverringerung erzielt werden.
Außerdem erkennt man, dass die gemessene Größe des Schrotrauschens von der Bandbreite der Messung abhängt. Folglich ist die Einheit der mittleren Rauschleistung .
Schrotrauschen ist in der Elektronik, in der Nachrichtentechnik und in der grundlegenden Physik wichtig, da es wie alle Rauscheffekte, elektrische Signale überlagert, beeinflusst und stört.
Literatur
- Walter Schottky: Über spontane Stromschwankungen in verschiedenen Elektrizitätsleitern. In: Annalen der Physik, Nr.23/Band 57/1918, S. 541-567.
- Walter Schottky, Small-Shot Effect And Flicker Effect, In: Physical Review. vol. 28, pp. 74-103, 1926