Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 1585-1597 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:0198000150110158500

Classical noise and nonlinear effects in the ideal avalanche diode

A.A. Walma

Centre d'Etudes d'Electronique des Solides , Université des Sciences et Techniques du Languedoc, 34060 Montpellier Cedex, France

Abstract
A general formulation of the avalanche statistics in an ideal diode is presented, in an effort to extend the theory to the nonlinear regime. All known results, including the time dependency, are recovered with this procedure. It unifies the various treatments in a consistent way and enables an analysis of nonlinear phenomena. Where the injection transient and different drift velocities become important, the invariant imbedding technique is used. The limitations of the continuity equations as a starting point for a statistical treatment are discussed. An example is given where the classical methods (Langevin, G.-R. theorem, a-c perturbations, Fourier analysis) fail in the nonlinear case.

Résumé
On présente une formulation générale de la statistique de l'avalanche dans une diode idéale en s'efforçant d'étendre cette théorie au régime non linéaire. Tous les résultats connus, incluant la dépendance en fréquence, sont décrits par ce procédé. Il unifie les différents traitements de façon consistante et permet une analyse de phénomènes non linéaires. Quand le régime transitoire de 1'injection et les différentes vitesses de dérive deviennent importants, la Invariant Imbedding Technique est appliquée. Les limitations des équations de continuité qui constituent le point de départ du traitement statistique sont discutées. On a donné un exemple où les méthodes classiques (Langevin, théorème de G.-R., petits signaux, analyse de Fourier) ne sont plus applicables dans le cas non linéaire.

PACS
7270 - Noise processes and phenomena in electronic transport.
2560H - Junction and barrier diodes.

Key words
avalanche diodes -- electron device noise -- nonlinear effects -- ideal avalanche diode -- avalanche statistics -- time dependency -- injection transient -- drift velocities -- invariant imbedding technique -- continuity equations -- Langevin -- Fourier analysis -- noise effects