ти і за формулою
В
1.2 Дослідження шумових характеристик
Шуми виникають у різних елементах пристроїв - в резисторах, конденсаторах, діодах і транзисторах. Щодо нескладний аналіз шумів на частотах вище приблизно 5 кГц, де переважають шуми дробового ефекту і теплові шуми, поки на високих частотах НЕ починає позначатися зменшення коефіцієнта посилення активних елементів. На частотах нижче 5 кГц рівень експериментально спостережуваних шумів перевершує рівень теплових шумів і шумів дробового ефекту і змінюється обернено пропорційно частоті - звідси їх назва В«Шуми типу 1/fВ». p align="justify"> Шуми дробового ефекту. В активних елементах пристроїв перебіг струму є процесом перенесення окремих електронів, що рухаються як заряджені частинки. Флуктуації струму через елемент пов'язані із змінами в часі числа електронів, що проходять через поперечний переріз напівпровідникового приладу. Шоттки в 1918 р. показав, що середньоквадратичне значення флуктуацій струму
(1.17)
де e = 1.6 В· 10-19 Кл - заряд електрона; I - постійна складова струму через напівпровідниковим прилад в амперах; - смуга частот у герцах.
Шуми дробового ефекту характеризуються гауссовским розподілом амплітуди, оскільки викликані дуже великим числом незалежних складових.
Теплові шуми . На провідниках виникає змінна напруга, викликана безладним тепловим рухом вільних електронів в обсязі провідника. Згідно Джонсону і Найквіст середньоквадратичне значення напруги холостого ходу на будь-якому провіднику може бути виражене як
(1.18)
де k = 1/3805 В· 10-23 Дж/К - постійна Больцмана, Т - абсолютна температура джерела шуму в кельвінах; R - опір провідника в Омах; - смуга частот у герцах.
Теплові шуму також описуються гауссовским розподілом амплітуди. На відміну від спектру шумів дробового ефекту, спектр цих шумів не залежить від частоти. p> Можна показати, що максимальна потужність джерела теплових шумів становить kT і при кімнатній температурі ця величина (в дБм) дорівнює
(1.19)
Низькочастотні (1/f) шуми . Третій часто зустрічається вид з гауссовским розподілом амплітуди - низькочастотні шуми, відомі також під назвою надлишкових шумів або шумів флікер-ефекту. Шуми цього виду пов'язані з контактними і поверхневими неоднорідностями в напівпровідниках і викликані флуктуаціями провідності середовища, через яку протікає струм. p> Спектральна щільність низькочастотних шумів (у ВАТ), може бути описана виразом
P (f) = k/f ?
де показник ступеня ? змінюється в межах від 0,8 до 1,5. Вперше шуми цього виду були виявлені Шотткі в електровакуумних приладах і названі ним В«флікер-ефектомВ», оскільки здавалися пов'язаними з мерехтінням...
