ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предисловие автора из "Шум Источники описание измерение " С большим удовольствием приветствую издание русского перевода моей книги Шум (источники, описание, измерение) . [c.6] Надеюсь, что она будет способствовать привлечению большого числа русских студентов и исследователей к работе в области флуктуационных явлений в полупроводниковых приборах и сможет внести вклад в понимание нерешенных проблем в этой области. [c.6] Цель настоящей книги — дать инженеру-проектиров-щику основную информацию об источниках шума в электронных приборах и показать, как эта информация может быть использована для вычисления шумовых характеристик (в частности коэффициента шума) электронных устройств, использующих данные приборы. Это приводит к поискам оптимумов как для устройства, так и для приборов. [c.6] 2 содержит ряд теоретических предпосылок, которые полезны для оценки основных источников шума приборов. В гл. 3 обсуждаются способы описания шума двух- и трехполюсных приборов с приложением результатов к вычислению коэффициента шума многокаскадных усилителей (в частности усилителей, включающих в себя приборы с отрицательной проводимостью). В гл. 4 показано, как можно точно выполнить шумовые измерения. Теоретический материал гл. 2 используется в гл. 5 и 6. В гл. 5 рассматриваются тепловой шум и шум генерации — рекомбинации применительно к мазерам и полевым транзисторам. Гл. 6 посвящена обсуждению дробового шума в диодах с р-п переходом, транзисторах и вакуумных лампах, а также фликкер- и взрывного шума в диодах, биполярных и полевых транзисторах. [c.6] Автор искренне признателен д-ру К. М. Ван Флиту и его аспирантам за помощь в приведении материала к его настоящему виду. Миссис Ван дер Зил печатала рукопись. [c.7] Я надеюсь, что эта книга сможет быть полезной инженерам, занимающимся проблемами шумов, и студентам, интересующимся данной областью. [c.7] Носители тока в проводнике находятся в беспорядочном тепловом движении, в результате чего на концах любого сопротивления существует флуктуационная э. д. с. V(t). Это явление называется тепловым шумом. То же самое наблюдается в проводящем канале полевых транзисторов. [c.8] В электронной лампе акты вылета электронов с катода образуют собой последовательность независимых событий, происходящих в случайные моменты времени. Поэтому ток I t), протекающий через нее, флуктуирует. То же самое происходит в транзисторе или полупроводниковом диоде, так как пролет носителей через потенциальные барьеры осуществляется независимо в случайные моменты времени. Это явление называют дробовым шумом. [c.8] В результате сопротивление образца R испытывает флуктуации oR t). Если через образец пропустить постоянный ток I, то на его концах возникнет флуктуационная э. д. с. 8V t)=IoR t), которая может быть обнаружена так же, как и упомянутые выше источники шума. Этот процесс называется шумом генерации — рекомбинации или для краткости г—р шумом. [c.8] Шумы представляют собой важную проблему в науке и технике, поскольку они определяют нижние пределы как в отношении точности любых измерений, так и в отношении величины сигналов, которые могут быть обработаны средствами электроники. Для того, чтобы определить эти пределы, необходимо знать интенсивность имеющихся источников шума, уметь минимизировать отношение шума к сигналу при любом методе измерений и в любых устройствах обработки сигналов и научиться просто и точно измерять эти шумы. Цель данной книги познакомить читателя с этими проблемами. [c.9] Флуктуирующие напряжения, токи и величины называются случайными переменными. Если предполагается, что флуктуирующая величина может принимать любые значения из непрерывного множества, то говорят о непрерывной случайной переменной если флуктуирующая величина принимает только дискретные значения, то говорят о дискретной случайной переменной. Флуктуирующее число носителей в полупроводнике, которое, конечно, является целым, является примером дискретной случайной переменной. [c.9] Наиболее распространенные источники шума имеют такой характер флуктуаций, что их средние значения и средние квадраты не зависят от времени. Эти случайные переменные называются стационарными. [c.10] Флуктуирующие величины могут быть описаны, кроме того, их плотностью вероятности, которая представляет собой вероятность попадания значений случайной переменной в интервал между X и X- -dX. Стационарные случайные переменные имеют плотности вероятности, которые не зависят явно от времени (см. 2.1). Средние значения можно легко рассчитать, если известна плотность вероятности исследуемого процесса (см. гл. 2). [c.10] Одним из наиболее эффективных методов анализа флуктуирующих величин является метод Фурье. В гл. 2 мы увидим, как флуктуирующая величина X t) может быть описана ее спектральной плотностью Sx(f). После введения этой величины флуктуационную э. д. с. V t) в небольшом интервале частот -Nf можно представить источником шумовой э. д. с. V S (f) Ai/, где S (/) представляет собой спектральную плотность V t). Источник флуктуационного тока I t) в небольшом частотном интервале Д1/ может быть замещен генератором шумового тока l/ Si(/)iAf, где Si(f)—спектральная плотность I(t). Достоинство этого метода в том, что теперь можно рассчитывать средние квадраты величин при помощи теории цепей переменного тока. [c.10] Двумя наиболее важными источниками шума, используемыми в качестве шумовых эталонов и поэтому пригодными для количественной оценки шума, являются тепловой шум сопротивления R при температуре Т и дробовой шум насыщенного диода, через который протекает ток Id- Первый может быть представлен источником шумовой э. д. с. Y kTRAf, включенной последовательно с сопротивлением R, а второй — источником шумового тока Y 2 7/ iA/, включенным параллельно диоду (здесь k — постоянная Больцмана, q — абсолютная величина заряда электрона и Л1/—малый частотный интервал вблизи центральной частоты /). [c.10] Вернуться к основной статье