Techniklexikon

Schrotrauschen

Laserphysik und -technikElektronik, Halbleiterphysik, Shot-Noise, Schroteffekt, Bezeichnung für die Stromschwankungen kleinster Ströme, die bei einem fliessenden Strom durch das Vorhandensein von diskreten Ladungsträgern (Elektronen, Löcher) entstehen. Der Effekt beruht auf der Zusammensetzung des Stroms aus diskreten Ladungsträgern: Bei ausreichend geringen Strömen und entsprechender Nachweisempfindlichkeit wird der quantisierte Ladungstransport als Rauschen sichtbar. Wie alle statistischen Schwankungseffekte bei abnehmender Teilchenzahl an Bedeutung gewinnen, tritt auch das Schrotrauschen um so deutlicher hervor, je geringer die Ströme und damit die Anzahl der beteiligten Elektronen sind. Das Schrotrauschen begrenzt somit die mögliche Verstärkung geringster Ströme. Im einfachsten Fall des Sättigungsstromes einer Hochvakuumdiode oder des Sperrstromes in einem p-n-Übergang gilt für den mittleren Rauschstrom  (e: Elementarladung, I₀: mittlerer Strom, Df: Bandbreite des Messsystems). Das Leistungsdichtespektrum (Leistung pro Frequenzintervall) ist für Frequenzen f < 1 / t (t: Laufzeit der Ladungsträger) konstant.