噪聲

3 晶體三極管的噪聲

晶體三極管的噪聲是設(shè)備內(nèi)部固有噪聲的另一個(gè)重要來(lái)源。 一般說(shuō)來(lái)，在一個(gè)放大電路中，晶體三極管的噪聲往往比電阻熱噪聲強(qiáng)得多，在晶體三極管中，除了其中某些分布，如基極電阻rbb′會(huì)產(chǎn)生熱噪聲外，還有以下幾種噪聲來(lái)源。
1).散彈（粒）噪聲
?????? 在晶體管的PN結(jié)中（包括二極管的PN結(jié)），每個(gè)載流子都是隨機(jī)地通過(guò)PN結(jié)的（包括隨機(jī)注入、隨機(jī)復(fù)合）。 大量載流子流過(guò)結(jié)時(shí)的平均值（單位時(shí)間內(nèi)平均）決定了它的直流電流I0，因此真實(shí)的結(jié)電流是圍繞I0起伏的。 這種由于載流子隨機(jī)起伏流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲稱為散彈噪聲，或散粒噪聲。
因?yàn)樯椩肼暫碗娮锜嵩肼暥际前自肼暎懊骊P(guān)于熱噪聲通過(guò)線性系統(tǒng)的分析對(duì)散彈噪聲也完全適用。 這包括均方相加的原則，通過(guò)四端網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算以及等效噪聲帶寬等。????
??????
?????? 晶體管中有發(fā)射結(jié)和集電結(jié)，因?yàn)榘l(fā)射結(jié)工作于正偏，結(jié)電流大。 而集電結(jié)工作于反偏，除了基極來(lái)的傳輸電流外，只有反向飽和電流（它也產(chǎn)生散彈噪聲）。 因此發(fā)射結(jié)的散彈噪聲起主要作用，而集電結(jié)的噪聲可以忽略。
2). 分配噪聲
晶體管中通過(guò)發(fā)射結(jié)的少數(shù)載流子，大部分由集電極收集，形成集電極電流，少數(shù)部分載流子被基極流入的多數(shù)載流子復(fù)合，產(chǎn)生基極電流。 由于基極中載流子的復(fù)合也具有隨機(jī)性，即單位時(shí)間內(nèi)復(fù)合的載流子數(shù)目是起伏變化的。 晶體管的電流放大系數(shù)α、β只是反映平均意義上的分配比。 這種因分配比起伏變化而產(chǎn)生的集電極電流、基極電流起伏噪聲，稱為晶體管的分配噪聲。
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??????? 分配噪聲本質(zhì)上也是白噪聲，但由于渡越時(shí)間的影響，響當(dāng)三極管的工作頻率高到一定值后，這類噪聲的功率譜密度將隨頻率的增加而迅速增大。
3). 閃爍噪聲
??????? 由于半導(dǎo)體材料及制造工藝水平造成表面清潔處理不好而引起的噪聲稱為閃爍噪聲。 它與半導(dǎo)體表面少數(shù)載流子的復(fù)合有關(guān)，表現(xiàn)為發(fā)射極電流的起伏，其電流噪聲譜密度與頻率近似成反比，又稱1/f噪聲。 因此，它主要在低頻（如幾千赫茲以下）范圍起主要作用。 這種噪聲也存在于其他電子器件中，某些實(shí)際電阻器就有這種噪聲。 晶體管在高頻應(yīng)用時(shí)，除非考慮它的調(diào)幅、調(diào)相作用，這種噪聲的影響也可以忽略。
4 場(chǎng)效應(yīng)管噪聲
????? 在場(chǎng)效應(yīng)管中，由于其工作原理不是靠少數(shù)載流子的運(yùn)
動(dòng)，因而散彈噪聲的影響很小。 場(chǎng)效應(yīng)管的噪聲有以下幾個(gè)方面的來(lái)源： 溝道電阻產(chǎn)生的熱噪聲，溝道熱噪聲通過(guò)溝道和柵極電容的耦合作用在柵極上的感應(yīng)噪聲，閃爍噪聲。
??????
?????? 必須指出，前面討論的晶體管中的噪聲，在實(shí)際放大器
中將同時(shí)起作用并參與放大。 有關(guān)晶體管的噪聲模型和晶體管放大器的噪聲比較復(fù)雜，這里就不討論了。