Implementation of constant component filter in measurements of random telegraph signal noise

Noise is generated in all semiconductor devices. The intensity of these fluctuations depends on used elements, manufacturing process, operating conditions and device type. The result noise is a superposition of different kinds of fluctuations like thermal noise, generation-recombination noise, 1/f noise, shot noise and Random Telegraph Signal (RTS) noise. The last one, RTS noise is observed as nonstationary impulse fluctuations. Unfortunately, it is hard to notice and investigate the RTS because of DC component value in contradiction to small amplitude of noise impulses. In the paper a simple filtrating system which removes the DC component without AC signal distortion is presented. Example oscilloscope measurement results and their analysis are also shown.

Szum jest generowany przez wszystkie urządzenia półprzewodnikowe. Szum wynikowy jest zwykle efektem superpozycji różnych rodzajów fluktuacji: szumu termicznego, szumu generacyjno-rekombinacyjnego, szumu 1/f i RTS. Ten ostatni, Random Telegraph Signal, jest obserwowany jako pojedyncze, niestacjonarne impulsy w badanym sygnale. Niestety, z powodu małej amplitudy oraz znacznej wartości składowej stałej, szum RTS jest bardzo trudny do obserwacji, co znacząco utrudnia jego badanie. W celu zwiększenia dokładności pomiaru, należy usunąć składową stałą z badanego sygnału. W artykule przedstawiono system odzyskujący składową stałą, a następnie odejmujący ją od sygnału wejściowego. W efekcie w sygnale wyjściowym otrzymuje się sygnał bez składowej stałej, w którym łatwiej jest zaobserwować i zbadać przebieg RTS.