Шумы электронных приборов.

Шум – это электрические напряжения и токи, возникающие в результате случайных процессов в электрических цепях. Шумы обусловлены случайными хаотическими изменениями токов и напряжений в электрической цепи.

Действие шума проявляется в том, что при отсутствии входного сигнала на входе усилительного элемента, при высокой стабильности источника питания, в выходной цепи протекает изменяющийся ток, т.е. происходит случайное изменение выходного тока относительно среднего (постоянного) значения. При приеме сигналов на выходе усилителя, собранного на электронных приборах, шумы наблюдаются в виде шороха, теска, т.е. в виде шума.

Основным источником шумов являются шумы полупроводниковых приборов, электронных ламп и сопротивлений. Шумы усилительных элементов представляет собой малые беспорядочные колебания (флуктуации) выходного тока около своего среднего значения.

Рисунок 137 – Шумы усилительных элементов

Основные виды шумов транзисторов:

1. Тепловой шум, обусловлен хаотическим движением заряженных частиц в объеме полупроводника за счет тепловой энергии. Тепловой шум имеет равномерный частотный спектр (белый шум).

2. Дробовой шум, обусловлен неравномерностью тока во времени плотности потока носителей заряда коллекторного, эмиттерного и базового тока.

3. Мерцательный шум, вызван изменением объема полупроводника под действием напряжения.

За единицу уровня шума принят коэффициент шума. Коэффициентом шума называется отношение полной мощности шумов в выходном нагрузочном сопротивлении к той его части, которая вызвана шумом внутреннего сопротивления источника сигнала. Коэффициент шума измеряется в децибелах. У биполярного транзистора этот уровень равен 3 – 30 дБ.

Шум транзисторов зависит от режима работы и температуры. Наибольший шум дают биполярные транзисторы, работающие при малом напряжении на коллекторе. Наименьшим шумом обладают полевые транзисторы при малых токах на затворе.

Увеличение температура приводит к увеличению шума.

Для оценки и сравнения между собой электронные приборы по шуму вводится параметр – коэффициент шума.

Р_С – мощность сигнала;

Р_Ш – мощность шума.

Коэффициент шума показывает, во сколько ухудшается соотношение сигнал/шум при прохождении сигнала через усилительный элемент.