基本介紹
- 中文名：二極體噪聲
- 來源：熱噪聲、散粒噪聲和閃變噪聲
- 白噪聲：熱噪聲和散粒噪聲
- 領域：雙極型電晶體
熱噪聲,散粒噪聲,閃變噪聲,
熱噪聲
當載流子通過電阻輸運時，由於熱運動的無規性，載流子的速度及其分布將會出現起伏，從而就會產生出電流的漲落和相應在電阻上的電壓漲落，這就是熱噪聲。這種噪聲在任何電阻上都會產生，而p-n結在小信號工作時具有一定的交流電阻，所以也就必然存在熱噪聲。因為熱噪聲是與通過電阻的多數載流子的熱運動關聯著的，所以這種噪聲的大小既與溫度有關，也與電阻（交流電阻）大小有關。由於p-n結的正向交流電阻很小，而反向電流又很小，所以熱噪聲也很弱（噪聲均方根電壓僅大約為4nV）。熱噪聲的頻譜密度與信號頻率無關（即各種頻率的噪聲功率相同），故是一種白噪聲。
散粒噪聲
這種噪聲是指通過p-n結的電流及其之上電壓的一種漲落效應，它在大多數依靠p-n結來工作的器件中往往是主要的噪聲成分。由於越過p-n結的少數載流子將會不斷遭受散射而改變方向，同時又會不斷複合與產生，因此載流子的速度和數量將會出現起伏，從而造成通過p-n結的電流和相應其上的電壓的漲落，這就是散粒噪聲。顯然，通過p-n結的電流愈大，載流子的速度和數量的起伏也愈大，則散粒噪聲電流也就愈大。散粒噪聲與熱噪聲具有相同形式的關係式，因此散粒噪聲也與頻率無關（即為白噪聲，在低頻和中頻下的確如此），但在高頻時則與頻率有關。散粒噪聲在少數載流子工作的半導體器件（雙極型器件）中起很大作用。
閃變噪聲
這是一種在低頻（<1000Hz）下具有很大影響的噪聲；其來源很可能是半導體內部或者表面的各種雜質、缺陷等所造成的一些不穩定性因素。因為這些因素（主要是表面態）對載流子往往起著複合中心的作用，而複合中心上的載流子數量由於外電場或氣氛等的影響會產生起伏，這就將引起複合電流、並從而整個電流的漲落，這也就是閃變噪聲。這種噪聲的電流均方值與交流信號頻率f之間近似有反比關係。正是閃變噪聲與頻率近似具有反比的關係，所以也就常常稱這種噪聲為1/f噪聲。這種噪聲在以半導體表面薄層作為有源區工作的器件中往往起著重要的作用。
對於小注入工作的p-n結，在忽略閃變噪聲的情況下，它的總的噪聲電流與反向飽和電流成正比，並且還與正向電壓有很大的關係。p-n結的噪聲電流隨著光照等輻射作用的增強而增大，這就是因為輻射的增強將會使反向飽和電流增加的緣故。顯然，為了減小p-n結的噪聲，至關重要的是應該儘可能地降低其反向飽和電流。
值得注意的是，p-n結的這幾種噪聲來源，也就是雙極型電晶體的主要噪聲來源，因為雙極型電晶體是由兩個p-n結所構成的。只不過電晶體的熱噪聲主要是來自於基極電阻（因為基極電流是多數載流子電流，而且基區又很窄）。
