Главная  Носители тока 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

величина Rn называется эквивалентным шумовым сопротивлением прибора при температуре Го. Подставляя (3.3) в (3.4), получаем

Rr.=gn\Z\\ (3.4а)

Так как обычно измеряется величина /экв, необходимо выразить gn и Rn через /экв- Приравняем (3.1) и (3.3):

2qImB=4kTogn или gn={q/2kTo)lBi,B (3.5)

и подставим (3.1) в (3.4):

29/экв|212 = 4адп или Rn{q/2kTo)hmi\Z\. (3.6)

В частном случае теплового шума проводимости g= = 1 ? из (3.5) имеем

при комнатной температуре Го/9~1/40 в, так что для /?=1000 ом имеем /эке!=50 мка. Таким образом, легко преобразовать тепловой шум в эквивалентный ток насыщенного диода. В измерительных цепях, содержащих сопротивление нагрузки, легко пересчитать его тепловой шум в эквивалентный ток насыщенного диода; и внести поправку в измеренную величину /экв из-за теплового шума этого сопротивления.

Существует третий способ описания шумов, который часто оказывается полезным. Обращаясь снова к рис. 3.1,6 и в, запишем равенство

ё = JAkTRAf, (3.8)

где величина Тп называется эквивалентной шумовой температурой рассматриваемой цепи или прибора. Сравнивая (3.8) с (3.3) и (3.4), имеем

Тп= (gn/gc) Го= (RnIR) То. (3.9)

Эти представления особенно полезны, если предполагается, что исследуемый прибор дает шум теплового происхождения при температуре Го, так как в этом случае Тп = Та, gn=g и Rn=R- Так как часто неизвестно заранее, которое из этих описаний окажется наиболее полезным, рекомендуется определить /экв, gn, Rn и Г„, а затем выбрать тот путь, который позволяет дать простейшее истолкование результатов измерений.



Мы описали шум прибора, используя понятие 6поэ-ной температуры Го, а не действительную температуру Г. Причина такого- подхода в том, что температуру Г иногда бывает трудно определить. Например, в вакуумном диоде с током, ограниченным пространственным зарядом, катод имеет температуру Тс, а анод - температуру Та. Какую из этих температур следует считать опорной, неизвестно. Поэтому лучше использовать фиксированную опорную температуру, в качестве которой обычно берется стандартная комнатная температура Го= = 290°К. Только в тех случаях, когда можно ожидать, что исследуемый прибор имеет тепловой шум, рекомендуется в качестве опорной использовать температуру прибора.

Для примера рассмотрим случай вакуумного диода, ток которого ограничен пространственным зарядом (назовем его идеальным, в том смысле, что электроны в нем не отражаются от анода). Из теоретического анализа шума

7=е-4Ге д/. (3.10)-

где Гс - температура катода; ga=dIa/dVa - проводимость диода, а 6=3(1-я/4) =0,644. В этом случае эквивалентная шумовая температура диода Г„ = 0Гс, эквивалентный ток насыщенного диода ImB = Q{2kTclq)ga, а эквивалентная шумовая проводимость при комнатной температуре Го равна gn = Q(TclTo)ga.

Б. Трехполюснцв приборы или приборы с двумя входами [24]

Такие приборы, как транзистор, полевой транзистор или вакуумный триод являются трехполюсными. Полюсами являются база, эмиттер и коллектор для транзистора, затвор, исток и сток для полевого транзистора и сетка, катод и анод для вакуумного Триода. Если эти приборы используются в активных цепях с двумя входами, то вход и выход таких схем должны иметь один общий полюс. По этой причине говорят о схемах с общим эмиттером, общим истоком или общим катодом; общей базой, общим затвором или общей сеткой; общим коллектором, общим стоком или общим анодом. Более распространенными для последних трех схем являются названия эмиттерный, истоковый и катодный повторители.



Обсудим способы описания шумов этих устройств, не входя в детали физики шумов. На рис. ЗЛ,а показан трехполюсник, вход которого обозначен i, выход - о, а общий вывод (общая земля)--g. Наиболее общим является описание шумов в частотном интервале А/ при помощи трех источников шумового тока: Цо между i и о, iig-между г и g, и iog - между о и g, с такими полярностями, которые показаны на рисунке.

Перейдем от этого представления к эквивалентному, содержащему только два источника тока, заменив /го в схеме па рис. ЗА,а источником тока Но, включенным между о и g и таким же источником тока между g и i.




о oi Tiep

2) d)

Рис. 3.4. Шумовые эквивалентные схемы трехполюсника:

о - с тремя некоррелированными генераторами шумового тока; б - с двумя частично коррелированными генераторами шумового тока; в - с двумя частично коррелированными генераторами шумового тока и проводнмостями; г - с одним генератором шумового тока и коррелированным с ним генератором шумового напряжения; д - представление транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером.




1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74