CCF090613001

1.19. Jaki szum nazywany jest szumem cieplnym?

Szum cieplny (termiczny), zwany niekiedy szumem Johnsona, jest spowodowany chaotycznym ruchem cieplnym nośników ładunku w warunkach równowagi termodynamicznej.

Wartość średniokwadratową napięcia szumów cieplnych w jednostkowym przedziale (paśmie) częstotliwości Af powstałych w dowolnym elemencie o rezystancji R, określa wzór

ul = 4k T-Af-R

gdzie k jest to stała Boltzmanna, T - temperatura bezwzględna.

Wartość średniokwadratowa prądu szumów cieplnych w paśmie częstotliwości A/ powstałych w elemencie o rezystancji R, wynosi natomiast

il =

4kT> Af R

= 4kr* A/- G

gdzie G = IjRjest konduktancją elementu.

Z powyższych zależności wynika, że gęstość widmowa dysponowanej mocy szumów P_d(A/)/A/ (moc dysponowana jest to moc, która może być dostarczona przez źródło obciążone rezystancją równą rezystancji wewnętrznej źródła) jest dla szumu cieplnego stała w funkcji częstotliwości i nie zależy od R, np. przy T = 300 K wynosi ona

P_d/Af = kP«4 • 10" ²¹ W

Szum o takiej (równomiernej) charakterystyce widmowej jest nazywany szumem białym.

1.20. Jaki szum nazywany jest szumem śrutowym?

Szum śrutowy powstaje pod wpływem pola elektrycznego przy przechodzeniu nośników ładunku przez barierę potencjału, np. podczas emisji elektronów z katody lampy. W przyrządach półprzewodnikowych rozróżnia się zwykle w tego rodzaju szumach szum dyfuzyjny - powstający wskutek nieregularnego przechodzenia nośników przez obszar ładunku przestrzennego na styku obszarów P-N półprzewodnika (np. przez złącze emiter-baza tranzystora), i szum generacyjno-rekombinacyjny - powstający w wyniku przypadkowych zmian szybkości procesów generacji i rekombinacji, pociągających za sobą fluktuacje liczby nośników ładunku.

Wartość średniokwadratową prądu szumów śrutowych w paśmie częstotliwości Af wyrażającą zmiany statystyczne ładunku przepływającego przez daną powierzchnię, określa wzór

31