52. Шуми у ес. Їх різновид. Теплові. Дробові. Генераційно - рекомбінаційні. Флікерніі типу Коефіцієнт шуму.

Каждый прибор в зависимости от назначения и принципа работы обладает специфическими видами шумов. Также есть общие шумы для всех приборов. Общие возникают в активных и пассивных элементах и обусловлены хаотическим движением носителей заряд, изменениями эмиссии приборов, случ. генер./рекомбинц. шумы.

Разновидности:

1. Тепловой шум обусловлен хаотическим тепловым движением носителей заряда в материале и проявляет себя как случайный потенциал, эффективное значение которого зависит только от Т и активной составляющей сопротивления материала, и не зависит от приложенного внешнего напряжения. Для проводников наведенный ток(в замкнутом контуре) при отсутствии внешнего напряжения определяется для каждого из элементов составляющей скорости движения, которая явл. случайной величиной после каждого столкновения электронов с ионами кристаллической решетки и постоянной скорости между столкновениями в течении свободного пробега, который также является случайной величиной для каждого электрона. Наведенный заряд, созданный каждым из электронов, имеет вид непрерывной последовательности прямоугольных импульсов случайной амплитуды, котрая пропорциональна скорости и случайная длительность(длительность свободного пробега электрона) - функция корреляции напряжения шума после усреднения имеет вид:

N₀ – среднее количество столкновений с ионами решетки,

r – активное сопротивление проводника, К – пост. Больцмана,

Т – температура.

Формула Найтвиста:

Тепловой шум – универсальный вид шума, его х-ки и параметры не зависят от типа материала и определяются величиной сопротивления. Возникает в электронных компонентах и в элементах компонентов, кот.рассеивают энергию, поэтому в таких компонентах, как L,C этого типа шума нету.

2. Дробовой шум – обусловлен дискретной природой носителей заряда и случайныи характером эмиссии или инжекции носителей. Создается наведенными токами от носителей заряда в межэлектродном пространстве вакуумных или газоразрядных приборов под влиянием эл.поля или возникают в потенциальных барьерах ТТ эл.приборов. Флуктуция мгновенного значения количества заряда относительно среднего значения, которое создает постоянная составляющая тока, вызывает шум. Х-ки шума зависят от формы наведенных токов, кот.опред. эл.полем, также от конструкции прибора, потенциала на электродах. Дробовый шум расчитывается для каждого типа приборов с учетом спектра наведенного тока.

Среднеквадратическое значение дробового шума во всем диапазоне частот , I₀ – общий ток.

3. Генерационно-рекомбинационный шум – далее ГРШ

ГРШ обусловлен флуктуацией свободных носителей заряда в п/п в результате флуктуации скорости генерации и рекомбинации. Возникает независимо от существовани внешнего поля, но опр. флуктуации скорости, которая приводит к модуляции плоскостей(?) носителей.

I_д – общий дрейфовый шум в п/п

Р-вероятность нахождения электрона на донорном уровне,

Шум возникает только тогда, когда вероятность не равна нулю и Т ≤ Т_{ионизации примесей}, если наоборот то шумов нету.

4. Фликкерный шум– шум эффекта мерцания, который обусловлен хаотическими медленными процессми, которые возникают на катодах в электровакуумных приборах в результате изменения их эмиссионной способности. (10^-1 – 10⁴ Гц) Энергетический спектр шума приборов с оксидным катодом имеет вид:

В п/п шум наблюдается в обьеме материала и в контактах. При низких температурах шумы наблюдаются на частотах от 100 до 1000Гц. На величину шума влияет внешняя среда, влажность.

5. Коэффициент шума оценивает суммарный шум, позволяет сравнить идеальное устройство по шуму с реальным.

P.S. далее куча формул, привожу одну:

Коэффициент шума не зависит от нагрузки, в идеале равен 1. Если известен Кш, то можно определить напряжение шумов на выходе усилителя.