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散彈噪聲
鎖定
散彈噪聲(shot noise)是由真空
電子管和半導體器件中
電子發射的不均勻性引起的。散彈噪聲的物理性質可由平行板二極管的
熱陰極電子發射來説明。
- 中文名
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散彈噪聲
- 外文名
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shot noise
- 主要貢獻者
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肖特基
- 性 質
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白噪聲
解釋
在給定的温度下,二極管
熱陰極每秒發射的電子平均數目是常數,不過
電子發射的實際數目隨時間是變化的和不能預測的。這就是説,如果我們將時間軸分為許多等間隔的小區間,則每一小區間內電子發射數目不是常量而是隨機變量。因此,發射電子所形成的電流並不是固定不變的,而是在一個平均值上起伏變化。
總電流實際上是許多單個電子單獨作用的總結果。由於從陰極發射的每一個電子可認為是獨立出現的,且觀察表明,每1安培的平均電流相當在1秒鐘內通過約個電子,所以總電流便是相當多的獨立小電流之和。於是,根據
中心極限定理可知,總電流是一個
高斯隨機過程,也就是説,圖3-9-3中的起伏電流(即散彈噪聲)是一個高斯隨機過程。
利用普通
電子學的知識,還可以找到在温度限定下二極管的散彈噪聲的
功率譜密度。在非常寬的頻率範圍內(通常認為不超過100MHz),散彈噪聲電流的功率譜密度等於一個恆值,其中,是平均電流值,是電子的電荷。
肖特基(Schottky)於1918年證明散彈噪聲具有
白噪聲性質,其電流
噪聲功率譜密度為S(f)=2qI,其中I為通過
PN結的平均電流,q為電子的
電荷量。