Rendimiento de ruido a temperatura criogénica

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Quiero saber qué tipo de mejoramiento de los circuitos electrónicos llegan a las temperaturas criogénicas. Miré la calculadora de ruido en línea y muestra que si paso de la temperatura ambiente a 1 kelvin, el ruido cae en 3db, eso es mucho menos de lo que esperaba. .

Entonces, si tengo un transistor de arseniuro de galio a temperatura ambiente y luego lo enfrío con helio líquido a un número muy bajo como 5 kelvin, ¿es 3db todo lo que obtengo? ¿El ruido disminuye proporcionalmente en todo el espectro desde DC a la frecuencia máxima del transistor, o el ruido disminuye más en una parte específica del espectro, por ejemplo, si la temperatura tiene más efecto sobre el ruido de 1 / f en las frecuencias más bajas?

Me parece que la leve caída en el ruido no justifica el gasto adicional de usar circuitos electrónicos criogénicos, ¿me pueden nombrar los beneficios de ejecutar amplificadores a bajas temperaturas?

    
pregunta wav scientist

2 respuestas

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Los resistores reducen el ruido de forma proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura, por lo que a 4.2K, una resistencia tendrá aproximadamente 1/8 del ruido a 300K.

Las partes bipolares suelen dejar de funcionar por completo.

Algunos GaAsFets aparentemente funcionan bien, los MOSFET pueden funcionar bien.

La reducción de ruido dependerá de la fuente del ruido. Si es ruido blanco basado en la resistencia, disminuirá con sqrt (T). Si se trata de ruido de disparo, dependerá de la altura de la barrera. El ruido de parpadeo (ruido 1 / f) puede ser un poco menos predecible.

¿Vale la pena el costo? Si no puede lograr los objetivos de otra manera, entonces puede ser. Es posible lograr mediciones que son imposibles de otra manera utilizando dispositivos superconductores de interferencia cuántica.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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La NASA utiliza MASERS de 8 GHz en el punto focal de sus 3 platos, 70 metros cada uno, en Madrid / GoldStone / Canberra para los enlaces descendentes a 20 grados Kelvin. La temperatura real del MASER es de 14 grados Kelvin, pero algunos contribuyentes de ruido (piezas de metal) elevan la temperatura efectiva del ruido a 20K.

Ahora ............ ¿cuánto "electrónica" se incluye en ese amplificador MASER?

    
respondido por el analogsystemsrf

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