Оптоэлектроника

Физическая природа шума

В полупроводниковом образце, включенном в цепь короткого замыкания, мгновен­ный циркулирующий ток, сохраняется повсюду в цепи и определяется выражением:

(11.А. 17)

П

Здесь А и V относятся соответственно к площади и объему образца, а сумма по п берется по всем N носителям в образце. В среднем этот ток равен нулю. Однако,
поскольку скорость и число носителей может флуктуировать, в общем случае, в любой момент времени /(/) отличается от того, чтобы быть точно равным нулю. Таким образом, эти отклонения от нуля ответственны за шум тока (смотрите рис. 11.А. З). В последнем уравнении проявляются два источника шума:

• Скорость каждого носителя может флуктуировать из-за рассеяния или теплового движения. Это является источником теплового шума (называемого также шумом Джонсона или Найквиста).

• Число носителей может флуктуировать либо из-за генерационно-рекомбинаци­онных процессов (что называется генерационно-рекомбинационным шумом) или же из-за того факта, что каждый контакт может в какой-то момент инжектировать или захватывать один электрон с обязательным интервалом между каждым собы­тием (т. н. дробовой шум).

Х

-------------- ►

Поскольку эти механизмы отличаются друг от друга, их можно рассматривать как независимые и некоррелированные источники шума