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第八章噪声特性

8.1晶体管的噪声和噪声系数

8.2晶体管的噪声源

8.3双极型晶体管的噪声

8.4JFET与MESFET的噪声特性

8.5MOSFET的噪声特性

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§8.1晶体管的噪声和噪声系数

一、信噪比

信号，噪声

§噪声限制了晶体管放大微弱信号的能力。

§噪声叠加在不同的信号上将产生不同程度的影响

§为了衡量噪声对信号影响程度而定义信噪比

二、噪声系数

晶体管本身产生噪声，因此其工作时，输入、输出端

信噪比不同。定义噪声系数反映晶体管本身产生噪声的大小。

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噪声系数可看作：

单位功率增益下，晶体管噪声功率的放大系数。即晶体管无

功率放大作用时，噪声功率增大的倍数，

总输出噪声功率与被放大的信号源噪声功率之比。

噪声系数越接近于1，晶体管噪声水平越低

噪声系数也可用分贝表示

晶体管自身噪声相当大。例3AG47,N6db,F=4

F

输出噪声功率中75%来自于晶体管本身。

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§8.2晶体管的噪声源

晶体管中的根本噪声机构有三种：热噪声、散粒噪声和1/f噪声

一、热噪声(Thermalnoise)

Ø载流子的无规那么热运动叠加在规那么的运动上形成热噪声

Ø也称约翰逊噪声(Johnsonnoise)

Ø任何电子元件均有热噪声

Ø热噪声与温度有关——温度升高，热运动加剧

Ø热噪声与电阻有关——载流子运动本身是电流，电阻大，电压高

Ø载流子热运动为随机过程，平均值为零，用统计值——均方值表示

Ø频谱密度与频率无关的噪声称为白噪声，热噪声是白噪声

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§8.2晶体管的噪声源

晶体管中的根本噪声机构有三种：热噪声、散粒噪声和1/f噪声

一、热噪声(Thermalnoise)

尼奎斯公式

(Nyquist)

其中，i—短路噪声电流

th

u—开路噪声电压

th

单位频率间隔内的噪声强度称为噪声的频谱密度

•噪声电压的功率谱密度

•噪声电流的功率谱密度

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热噪声等效电路

R（无噪声)尼奎斯公式条件：

1、电子与晶格处于热平衡状态

~

2、电子的能量分布服从波尔兹曼分布

电场较强时，高能态电子数增多，可近似

1、用电子温度取代平衡温度

2、用随电场强度变化的微分迁移率代替常数迁移率

对尼奎斯公式修正，得增强约翰逊噪声

多能谷结构材料中的谷间散射噪声

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§8.2晶体管的噪声源

晶体管中的根本噪声机构有三种：热噪声、散粒噪声和1/f噪声

二、散粒噪声(shot