電晶體噪聲

電晶體噪聲是指在電晶體內，載流子的不規則運動引起不規則變化的電流起伏，因而產生不規則變化的電壓起伏，這種不規則變化的電流和電壓形成電晶體的噪聲。電晶體噪聲是電晶體的重要參數。

基本介紹

• 中文名：電晶體噪聲
• 外文名：transistor noise
• 性質：不規則變化的電流和電壓
• 分類：熱噪聲、散粒噪聲等
• 屬於：電晶體的重要參數

概述

電晶體按工作原理可分為兩大類，一類是雙極型電晶體；另一類是單極型電晶體,即場效應電晶體（FET）。雙極型電晶體的噪聲按物理來源通常分為四類：熱噪聲、散粒噪聲、配分噪聲和1/f噪聲。

分類

熱噪聲

電晶體的基區或各項電阻上載流子的不規則熱運動產生的電流起伏，即為熱噪聲。由於熱噪聲頻譜是均勻分布的，又稱為白噪聲。

散粒噪聲

電晶體中少數載流子通過發射極－基極結注入到基區時,少數載流子的數目和速度都有起伏,引起通過結的電流的微小變化。同時，少數載流子在基區內的不規則運動，包括所產生的複合過程也將引起電流起伏，這些都屬於電晶體的散粒噪聲。散粒噪聲與頻率無關。

配分噪聲

在電晶體基區中，發射極電流的一部分變為集電極電流，另一部分變為基極電流，有一個由空穴－電子複合作用而定的電流分配係數。複合現象本身同樣受到熱起伏效應的影響，因此分配係數不是恆定的。它的微小變化也會引起集電極電流的起伏，這就是電晶體的配分噪聲。

1/f 噪聲

在電晶體噪聲頻譜(圖[電晶體的噪聲頻譜])中，低頻時噪聲急劇上升,呈1/f關係。隨工藝條件、表面處理和環境氣氛等的不同，取1～2之間,故常稱為1/f噪聲。低頻噪聲產生的原因和機理很複雜,尚待深入研究。

噪聲係數

電晶體的噪聲係數有多種定義方法。常用輸入信噪比與輸出信噪比的相對比值作為電晶體的噪聲係數,即[479-01]。噪聲係數通常以分貝為單位來表示。降低電晶體噪聲的主要途徑是提高截止頻率和降低基區電阻。

場效應電晶體噪聲

FET的噪聲源一般有三項：熱噪聲、感應柵噪聲和1/f噪聲。FET的熱噪聲主要來源於溝道電阻、柵電阻和源串聯電阻。感應柵噪聲是因為沿溝道的噪聲電壓起伏通過電容耦合到柵極上感應出的電荷變化而出現的噪聲電流。由於溝道的熱噪聲和感應柵噪聲都是由相同的噪聲電壓在溝道中引起的，因而它們之間有部分相關性FET噪聲頻譜與雙極型電晶體類似。減小FET噪聲的主要途徑是提高跨導,減小柵電容和降低寄生電阻值。由於FET是多數載流子器件,從原理上講，比雙極型電晶體工作頻率高，噪聲係數低。