Транзисторы, как и любые другие электронные элементы имеют собственные шумы:
- Добротные;
- Тепловые;
- Избыточные.
Дробовые шумы
Они определяются равномерным спектром (иначе говоря "белым шумом"). ЭДС дробовых шумов складывается из шумов, вносимых переходами эмиттер — база и коллектор — база:
Ед - ЭДС добротного шума;
q— заряд электрона;
r — дифференциальное сопротивление эмиттерного/коллекторного перехода;
I — ток эмиттерного/коллекторного;
f — полоса частот, в которой рассчитывается ЭДС шума.
Тепловые шумы
Определяются хаотическим тепловым движением носителей заряда в объеме полупроводника или проводника. В результате на концах проводника, обладающего определенным сопротивлением, действует случайная флуктуационная ЭДС, которая называется ЭДС теплового шума
Ет - ЭДС теплового шума;
k =1,37-10 -23 Дж/К—постоянная Больцмана;
Т — абсолютная температура;
R — эквивалентное «шумовое» сопротивление;
f — полоса частот, в которой рассчитывается ЭДС шума.
Избыточные шумы
Обусловлены поверхностными явлениями и характерны тем, что их спектр неравномерен.
Избыточный шум в области коллекторного перехода обусловлен функциями поверхностной утечки. Поэтому он зависит от ширины перехода, а следовательно от напряжения на коллекторе.
Еи - ЭДС избыточного шума;
Uк - напряжение на коллекторе;
f — полоса частот, в которой рассчитывается ЭДС шума.
Избыточный шум в области эмиттерного перехода обусловлен рекомбинацией инжектированных носителей (простыми словами исчезновением свободных носителей), поэтому шум зависит от уровня инжекции, следовательно от тока эмиттера.
Еи - ЭДС избыточного шума;
Iэ - ток на эмиттере;
f — полоса частот, в которой рассчитывается ЭДС шума.
Коэффициент шума
Уровень шумов в транзисторном каскаде (и в любом другом четырёхполюснике), можно оценивать величиной коэффициента шума (отношение полной мощности шумов в нагрузке, к мощности шумов, которая обусловлена тепловыми флуктуациями (хаотическим тепловым движением носителей заряда, то есть тепловым шумом) в сопротивлении генератора сигнала).
F - коэффициент шума;
Рполн - полная мощность шумов в нагрузке;
Ртrг - мощности шумов обусловленная тепловыми флуктуациями.