第六章-雙極型晶體管的噪聲特性

1、半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性Physics of Semiconductor Devices2007,3,30半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性2 2q噪聲與噪聲系數(shù)噪聲與噪聲系數(shù)q晶體管的噪聲源晶體管的噪聲源q電子器件和放大器的噪聲等效電路電子器件和放大器的噪聲等效電路q降低器件本身噪聲的方法降低器件本身噪聲的方法q常見噪聲、干擾的簡單識別方法常見噪聲、干擾的簡單識別方法半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器

2、件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性3 3 噪聲噪聲是指落入信息信號通帶內(nèi)的任何不需要的信號是指落入信息信號通帶內(nèi)的任何不需要的信號圖圖1 噪聲對信號的影響噪聲對信號的影響 干擾干擾由系統(tǒng)外部產(chǎn)生的噪聲由系統(tǒng)外部產(chǎn)生的噪聲 失真失真由系統(tǒng)電路產(chǎn)生的由系統(tǒng)電路產(chǎn)生的線性失真和非線性失真線性失真和非線性失真6.1 噪聲與噪聲系數(shù)噪聲與噪聲系數(shù)半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性4 4噪聲噪聲非相關(guān)噪聲非相關(guān)噪聲:相關(guān)噪聲相關(guān)噪聲:

3、無論信息信號是否出現(xiàn)無論信息信號是否出現(xiàn),在任何在任何時間都存在時間都存在僅在信息信號出現(xiàn)時產(chǎn)生，信僅在信息信號出現(xiàn)時產(chǎn)生，信號的失真和無用信號的干擾等號的失真和無用信號的干擾等都屬于相關(guān)噪聲。都屬于相關(guān)噪聲。非相關(guān)噪聲還可以劃分為外部噪聲和內(nèi)部噪聲兩大類。非相關(guān)噪聲還可以劃分為外部噪聲和內(nèi)部噪聲兩大類。1、外部噪聲：、外部噪聲：其主要來源有：其主要來源有：大氣噪聲大氣噪聲、宇宙噪聲宇宙噪聲和和人為噪聲人為噪聲(工業(yè)干擾工業(yè)干擾)。外部噪聲又稱外界環(huán)境噪聲，它是通過通信系統(tǒng)的天線進外部噪聲又稱外界環(huán)境噪聲，它是通過通信系統(tǒng)的天線進入而形成干擾的。入而形成干擾的。 半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南

4、京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性5 5圖圖2 多種源的平均無線電噪聲功率譜密度，確定了通信接收機的噪聲系數(shù)多種源的平均無線電噪聲功率譜密度，確定了通信接收機的噪聲系數(shù)半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性6 62、內(nèi)部噪聲、內(nèi)部噪聲: 內(nèi)部噪聲主要來自通信系統(tǒng)內(nèi)部電路器件，電路中內(nèi)部噪聲主要來自通信系統(tǒng)內(nèi)部電路器件，電路中的電阻是無源器件噪聲源，而二極管、晶體三極管和場的電阻是無源器件噪聲源，而二極管、晶體三極管和場效應(yīng)管等則是有源

5、器件噪聲源。效應(yīng)管等則是有源器件噪聲源。 這些噪聲源所產(chǎn)生的噪聲可分為這些噪聲源所產(chǎn)生的噪聲可分為熱噪聲熱噪聲、散粒噪聲散粒噪聲、 1/f噪聲噪聲、分配噪聲分配噪聲和和閃爍噪聲閃爍噪聲等。等。 散粒噪聲、分配噪聲和閃爍噪聲等是由有源器件產(chǎn)散粒噪聲、分配噪聲和閃爍噪聲等是由有源器件產(chǎn)生的。生的。 熱噪聲則在無源和有源器件中都會出現(xiàn)。熱噪聲則在無源和有源器件中都會出現(xiàn)。 半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性7 7噪聲系數(shù)噪聲系數(shù) 用信號功率用信號功率S與噪聲功率與噪聲功率N之比，即之比，即信噪比信噪比S

6、N來衡量信來衡量信號的質(zhì)量。號的質(zhì)量。信噪比信噪比SN越大，信號質(zhì)量越好。越大，信號質(zhì)量越好。定義輸入信噪比和輸出信噪比的比值為定義輸入信噪比和輸出信噪比的比值為噪聲因數(shù)噪聲因數(shù)F，即，即ooiiNSNSF 輸入信噪功率比輸入信噪功率比 輸出信噪功率比輸出信噪功率比 F表明電路的噪聲性能表明電路的噪聲性能半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性8 8 將噪聲因數(shù)將噪聲因數(shù)F用對數(shù)表示，就是用對數(shù)表示，就是噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)NF，即，即FNFlg10 ooiiNSNSlg10 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)NF表明當(dāng)一個

7、信號從電路的輸入傳到輸出表明當(dāng)一個信號從電路的輸入傳到輸出端時，信噪比惡化的程度。例如，噪聲系數(shù)為端時，信噪比惡化的程度。例如，噪聲系數(shù)為3dB的放大器的放大器表明輸出端的信噪比比輸入端小表明輸出端的信噪比比輸入端小3dB。對一個理想的無噪聲對一個理想的無噪聲放大器，放大器，噪聲因數(shù)噪聲因數(shù)F=1，噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)NF=0dB。半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性9 9多級級聯(lián)電路總多級級聯(lián)電路總噪聲系數(shù)的計算噪聲系數(shù)的計算設(shè)設(shè)輸入、輸出信號功率為輸入、輸出信號功率為Si 、So，輸入、輸出噪聲功率

8、為，輸入、輸出噪聲功率為Ni 、No。第一級的輸入噪聲。第一級的輸入噪聲Ni1和第二級的輸入噪聲和第二級的輸入噪聲Ni2分別是各級分別是各級電路內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱噪聲功率，即電路內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱噪聲功率，即Ni1=Ni2= kTB。第一級的輸出噪聲功率第一級的輸出噪聲功率:1111AioNNGN 1111 )1 (iANGFN 第一級電路的第一級電路的內(nèi)部噪聲功率內(nèi)部噪聲功率: : 第一級電路的噪聲因數(shù)第一級電路的噪聲因數(shù) ioSSG11 第一級的功率增益第一級的功率增益 半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲

9、特性1010 同理，可求得同理，可求得第二級電路的內(nèi)部噪聲功率第二級電路的內(nèi)部噪聲功率 :2222)1(iANGFN 第一級電路的內(nèi)部噪聲功率第一級電路的內(nèi)部噪聲功率: 兩級的輸出噪聲功率兩級的輸出噪聲功率: : 212121AAioNNGNGGN 1111 )1 (iANGFN 2221211)1(iiNGFNGGF 半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性1111 推廣，推廣，n級級聯(lián)電路的總噪聲因數(shù)級級聯(lián)電路的總噪聲因數(shù) :兩級級聯(lián)電路總噪聲因數(shù)兩級級聯(lián)電路總噪聲因數(shù): 1211GFFF )1(2

10、1213121111 nnGGGFGGFGFFF結(jié)論：為了降低多級電路總噪聲系數(shù)，往往要盡量降低第一級、結(jié)論：為了降低多級電路總噪聲系數(shù)，往往要盡量降低第一級、第二級的噪聲系數(shù)。這就是接收機的前端放大器（第一級或第二第二級的噪聲系數(shù)。這就是接收機的前端放大器（第一級或第二級電路）必須采用低噪聲放大器的原因。級電路）必須采用低噪聲放大器的原因。 半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性1212噪聲溫度噪聲溫度電路的噪聲溫度是用以表征該電路噪聲特性的一個理電路的噪聲溫度是用以表征該電路噪聲特性的一個理想溫度

11、，與噪聲系數(shù)具有固定的轉(zhuǎn)換關(guān)系。想溫度，與噪聲系數(shù)具有固定的轉(zhuǎn)換關(guān)系。規(guī)定右圖中規(guī)定右圖中 為信號源內(nèi)阻為信號源內(nèi)阻 在假想在假想溫度溫度 時產(chǎn)生的噪聲電壓均方值，時產(chǎn)生的噪聲電壓均方值， 該該假想溫度假想溫度 即為電路的噪聲溫度。即為電路的噪聲溫度。2eusReTeT半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性13130(1)eTFT其中其中 為電路實際溫度為電路實際溫度0T當(dāng)電路內(nèi)部噪聲較大時，用噪聲系數(shù)描述較方便，可以避免很當(dāng)電路內(nèi)部噪聲較大時，用噪聲系數(shù)描述較方便，可以避免很長的數(shù)字；當(dāng)電路內(nèi)部噪聲

12、較小時，用噪聲溫度描述電路的噪長的數(shù)字；當(dāng)電路內(nèi)部噪聲較小時，用噪聲溫度描述電路的噪聲特性具有較大優(yōu)越性。聲特性具有較大優(yōu)越性。注意：以上分析只有當(dāng)電路產(chǎn)生的噪聲也是白噪聲時才正確。注意：以上分析只有當(dāng)電路產(chǎn)生的噪聲也是白噪聲時才正確。半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性14146.2 晶體管的噪聲源晶體管的噪聲源晶體管中，主要三種噪聲源：晶體管中，主要三種噪聲源：熱噪聲熱噪聲、散粒噪聲散粒噪聲、1/1/f噪聲。噪聲。 1、熱噪聲、熱噪聲: 熱噪聲熱噪聲(布朗噪聲布朗噪聲)由電阻由電阻(或?qū)w或?qū)w

13、)內(nèi)的自由電子熱運內(nèi)的自由電子熱運動產(chǎn)生的。自由電子的熱運動是隨機運動。動產(chǎn)生的。自由電子的熱運動是隨機運動。 1927年貝爾實驗室的約翰遜（年貝爾實驗室的約翰遜（JBJohnson）通過實）通過實驗證明了熱噪聲的平均功率正比于帶寬和溫度的乘積驗證明了熱噪聲的平均功率正比于帶寬和溫度的乘積:kTBN N噪聲功率（即噪聲平均功率，單位噪聲功率（即噪聲平均功率，單位W）；）；B帶寬（帶寬（Hz）；）；KJk/1038. 123 T絕對溫度（絕對溫度（K）（室溫）（室溫=27+273=300K）在絕對溫度為零時，沒有自由電子隨機運動，即熱噪聲為零。在絕對溫度為零時，沒有自由電子隨機運動，即熱噪聲為零

14、。半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性1515 工程中噪聲功率常用對數(shù)函數(shù)功率單位工程中噪聲功率常用對數(shù)函數(shù)功率單位dBm表示，一個表示，一個dBm的對數(shù)函數(shù)表達式為：的對數(shù)函數(shù)表達式為： 001. 0lg10)(kTBNdBm 由式中可知，由式中可知，1mV功率為功率為0dBm。N1mw時，時，dBm為正，為正，N1mw時，則時，則dBm為負值。為負值。BkTlg10001. 0lg10 在室溫在室溫17，對任何帶寬的噪聲功率可用下式計算，對任何帶寬的噪聲功率可用下式計算)(lg10174 )(m

15、dBmdBBN 半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性1616 001. 0lg10)(kTBNdBm BkTlg10001. 0lg10 討論討論: 1、在整個頻段內(nèi)，當(dāng)溫度一定時，在固定帶寬的任何、在整個頻段內(nèi)，當(dāng)溫度一定時，在固定帶寬的任何頻率范圍，其熱噪聲功率是個定值。頻率范圍，其熱噪聲功率是個定值。熱噪聲熱噪聲的功率的功率在頻譜上是均勻分布在頻譜上是均勻分布的的白噪聲白噪聲 2、N是指是指熱噪聲源的額定輸出功率熱噪聲源的額定輸出功率，即電阻熱噪聲源可，即電阻熱噪聲源可能輸出的最大功率。能輸出

16、的最大功率。N僅與溫度（僅與溫度（T）和通帶（）和通帶（B）有關(guān)，與本身電阻和負載無關(guān)）有關(guān)，與本身電阻和負載無關(guān) 半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性1717功率譜密度與噪聲帶寬功率譜密度與噪聲帶寬 在最壞情況下，噪聲功率傳在最壞情況下，噪聲功率傳送到負載送到負載R上的條件是上的條件是R=RN 噪聲源等效電路噪聲源等效電路RURUkTBNNN4)2(22 噪聲電壓均方值噪聲電壓均方值:kTRBUN42 在單位帶寬（在單位帶寬（1Hz）內(nèi)的噪聲電壓均方值：）內(nèi)的噪聲電壓均方值：kTRUN42 電壓均

17、方電壓均方頻譜密度頻譜密度電阻熱噪聲的電阻熱噪聲的功率譜密度功率譜密度S(f )半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性1818 由于由于帶通帶通線性系統(tǒng)的濾波作線性系統(tǒng)的濾波作用，濾除了熱噪聲中的一部用，濾除了熱噪聲中的一部分頻率分量，使其頻率發(fā)生分頻率分量，使其頻率發(fā)生了變化了變化，功率頻譜密度變成，功率頻譜密度變成了頻率的函數(shù)。了頻率的函數(shù)。 圖圖4 熱噪聲通過線性電路對功率頻譜密熱噪聲通過線性電路對功率頻譜密度的變化度的變化系統(tǒng)輸出端的噪聲電壓均方值：系統(tǒng)輸出端的噪聲電壓均方值：dffHfSdf

18、fSUioNo 0202)()()(半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性1919 工程中將系統(tǒng)功率傳輸函數(shù)工程中將系統(tǒng)功率傳輸函數(shù)H2(f )曲線與曲線與f 軸之間的面積與功軸之間的面積與功率傳輸函數(shù)的比值定義為率傳輸函數(shù)的比值定義為BN，即，即 圖圖5 等效噪聲帶寬示意圖等效噪聲帶寬示意圖dffHfSdffSUioNo 0202)()()(等效噪聲帶寬等效噪聲帶寬)()(202oNfHdffHB 為為f = fo時的時的功率傳輸函數(shù)值功率傳輸函數(shù)值半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與

19、工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性2020 NoNoBfkTRHU)(422 電阻熱噪聲通過帶通線性系統(tǒng)后，其輸出電壓均方值是電阻熱噪聲通過帶通線性系統(tǒng)后，其輸出電壓均方值是熱噪聲功率譜密度熱噪聲功率譜密度S(f )與功率傳輸函數(shù)與功率傳輸函數(shù)H2(f )和等效噪聲帶寬和等效噪聲帶寬BN的乘積。的乘積。 電阻熱噪聲或在有效帶寬內(nèi)功率分布均勻的噪聲，都可以電阻熱噪聲或在有效帶寬內(nèi)功率分布均勻的噪聲，都可以由上式來求得輸出噪聲電壓均方值。由上式來求得輸出噪聲電壓均方值。 如晶體三極管的發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)的半導(dǎo)體體電阻和如晶體三極管的發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集

20、電區(qū)的半導(dǎo)體體電阻和三個極的引線電阻等都會產(chǎn)生熱噪聲、場效應(yīng)管的溝道熱噪三個極的引線電阻等都會產(chǎn)生熱噪聲、場效應(yīng)管的溝道熱噪聲等聲等半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性21212 2、散粒噪聲散粒噪聲是電子管和晶體管器件中產(chǎn)生的一種電流噪聲，是載流子不均是電子管和晶體管器件中產(chǎn)生的一種電流噪聲，是載流子不均勻通過勢壘區(qū)時造成的電流微小起伏。勻通過勢壘區(qū)時造成的電流微小起伏。在場效應(yīng)管中，主要導(dǎo)電電流不流經(jīng)勢壘，只是結(jié)型場效應(yīng)管在場效應(yīng)管中，主要導(dǎo)電電流不流經(jīng)勢壘，只是結(jié)型場效應(yīng)管柵極反向電流通過柵極

21、反向電流通過PNPN結(jié)，有不大的散粒噪聲。結(jié)，有不大的散粒噪聲。散彈噪聲具有白噪聲性質(zhì)，散彈噪聲具有白噪聲性質(zhì)，電流噪聲譜密度為：電流噪聲譜密度為：( )2iSfqII：通過勢壘電流的通過勢壘電流的平均值平均值q：電子電荷電子電荷半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性22223、 1/f 噪聲噪聲電阻的低頻噪聲來源于電阻中導(dǎo)電微粒的不連續(xù)性，又名閃電阻的低頻噪聲來源于電阻中導(dǎo)電微粒的不連續(xù)性，又名閃爍噪聲，或稱接觸噪聲。爍噪聲，或稱接觸噪聲。22( )DeKI RSffk：常數(shù)，與電阻常數(shù)，與電阻材料

22、及制造工藝有材料及制造工藝有關(guān)關(guān)DI：流過電阻的直流過電阻的直流電流流電流過剩噪聲具有很強的低頻譜密度，過剩噪聲具有很強的低頻譜密度，在高頻時則強度急劇減小，又名在高頻時則強度急劇減小，又名1/f噪聲，是低頻電子線路中的主噪聲，是低頻電子線路中的主要噪聲源。要噪聲源。半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性2323爆裂噪聲實質(zhì)上是由一系列幅度較大而脈沖寬度又不相等爆裂噪聲實質(zhì)上是由一系列幅度較大而脈沖寬度又不相等的隨機脈沖構(gòu)成的，又名尖峰噪聲的隨機脈沖構(gòu)成的，又名尖峰噪聲爆裂噪聲是由于爆裂噪聲是由于半導(dǎo)

23、體材料的缺半導(dǎo)體材料的缺陷陷( (如結(jié)晶位錯、如結(jié)晶位錯、重金屬雜質(zhì)凝聚重金屬雜質(zhì)凝聚) )而造成的而造成的1/f 噪聲噪聲 (爆裂噪聲爆裂噪聲)主要是由于三極管表面清潔不好或有缺主要是由于三極管表面清潔不好或有缺陷而造成的，其強度還與半導(dǎo)體材料的純度及外加電壓有陷而造成的，其強度還與半導(dǎo)體材料的純度及外加電壓有關(guān)。關(guān)。半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性2424在雙極型晶體三極管中，由于載流子在基區(qū)中的隨機復(fù)在雙極型晶體三極管中，由于載流子在基區(qū)中的隨機復(fù)合過程所引起的合過程所引起的I IB B、

24、I IC C 分配比例變化所產(chǎn)生的噪聲即為分配比例變化所產(chǎn)生的噪聲即為分配噪聲分配噪聲。CBII、由于基區(qū)復(fù)合狀態(tài)與工作頻率有關(guān)，因而分配不是白噪聲，由于基區(qū)復(fù)合狀態(tài)與工作頻率有關(guān)，因而分配不是白噪聲，噪聲電流功率譜密度為噪聲電流功率譜密度為20220|( )21|21iCcpSfqIor diqICdf半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性2525多個噪聲源作用于電路時的計算多個噪聲源作用于電路時的計算若多個噪聲源是相互獨立的，則其總效果是個別噪若多個噪聲源是相互獨立的，則其總效果是個別噪聲源單獨作

25、用的均方值相加聲源單獨作用的均方值相加( (即功率相加即功率相加) )。若它們之間不是相互獨立無關(guān)的，則視其相關(guān)程度若它們之間不是相互獨立無關(guān)的，則視其相關(guān)程度不同而有所差別。不同而有所差別。半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性2626在低頻及中頻區(qū)，結(jié)型場效應(yīng)管的電流噪聲比晶體管的電流在低頻及中頻區(qū)，結(jié)型場效應(yīng)管的電流噪聲比晶體管的電流噪聲小得多；在高頻段時，電流噪聲可能變得比晶體管還要大噪聲小得多；在高頻段時，電流噪聲可能變得比晶體管還要大絕緣柵型場效應(yīng)管一般不適宜作低噪聲前放，但在源電阻很絕緣

26、柵型場效應(yīng)管一般不適宜作低噪聲前放，但在源電阻很大時可以采用大時可以采用常用有源器件的噪聲性能比較：常用有源器件的噪聲性能比較：適當(dāng)選擇晶體管的工作點可使噪聲系數(shù)達到最小值；但當(dāng)工適當(dāng)選擇晶體管的工作點可使噪聲系數(shù)達到最小值；但當(dāng)工作點降低時，可能使噪聲系數(shù)減小而信噪比得不到應(yīng)有的提作點降低時，可能使噪聲系數(shù)減小而信噪比得不到應(yīng)有的提高高低噪聲放大器中采用穩(wěn)壓管作為電源使用時最好選用齊納二低噪聲放大器中采用穩(wěn)壓管作為電源使用時最好選用齊納二極管；若在穩(wěn)壓管兩端并聯(lián)大容量電容可進一步減小噪聲極管；若在穩(wěn)壓管兩端并聯(lián)大容量電容可進一步減小噪聲6.4 6.4 降低器件本身噪聲的方法降低器件本身噪聲的

27、方法半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性2727選用合適的放大電路：三種組態(tài)連接的噪聲系數(shù)差別不大，選用合適的放大電路：三種組態(tài)連接的噪聲系數(shù)差別不大，特別是在低頻時差別更小?？筛鶕?jù)其他因素確定特別是在低頻時差別更小。可根據(jù)其他因素確定共射組態(tài)可減小后級噪聲的影響共射組態(tài)可減小后級噪聲的影響共集組態(tài)有較高的輸入阻抗共集組態(tài)有較高的輸入阻抗共集和共基組態(tài)有較好的頻率響應(yīng)共集和共基組態(tài)有較好的頻率響應(yīng)半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪

28、聲特性雙極型晶體管的噪聲特性2828空間電磁耦合造成的干擾，根據(jù)不同的具體條件，有時靜電感應(yīng)是主要的，空間電磁耦合造成的干擾，根據(jù)不同的具體條件，有時靜電感應(yīng)是主要的，有時磁感應(yīng)是主要的，干擾頻率有高有低，從而抑制方法也有所不同有時磁感應(yīng)是主要的，干擾頻率有高有低，從而抑制方法也有所不同, ,對對于靜電干擾來說，分布電容越大，干擾信號頻率越高，被干擾部件對地阻于靜電干擾來說，分布電容越大，干擾信號頻率越高，被干擾部件對地阻抗越大，則產(chǎn)生的干擾越嚴重抗越大，則產(chǎn)生的干擾越嚴重磁干擾是通過干擾源和被磁干擾是通過干擾源和被干擾部件之間的互感耦合干擾部件之間的互感耦合造成的，電路中的磁性材造成的，電路

29、中的磁性材料元件是重要的磁干擾源。料元件是重要的磁干擾源。帶磁芯的電感對磁干擾最帶磁芯的電感對磁干擾最敏感敏感半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體管的噪聲特性2929減小雜散電場和磁場干擾的方法：使電路結(jié)構(gòu)及布線合理化采用屏蔽靜電屏蔽采用電導(dǎo)率高的材料更為有效，此時應(yīng)該將干擾源或被干擾部件接地磁屏蔽以采用高磁導(dǎo)率的材料制作更好，磁屏蔽以采用高磁導(dǎo)率的材料制作更好，其結(jié)構(gòu)可以使將干擾源或被干擾部件用屏其結(jié)構(gòu)可以使將干擾源或被干擾部件用屏蔽罩屏蔽起來，也可以將其隔離蔽罩屏蔽起來，也可以將其隔離對于傳輸弱信號又處于干擾電磁場中的遠距離傳輸線，可以采用屏蔽線并采用多點接地方式；且露在屏蔽層外的線越短越好還可在合適時，在前置放大器的輸入端采用選頻濾波器和差動線路來抑制干擾半導(dǎo)體器件物理半導(dǎo)體器件物理南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院南京郵電大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院雙極型晶體管的噪聲特性雙極型晶體