Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ДРОБОВОЙ ШУМ

ДРОБОВОЙ ШУМ

ДРОБОВОЙ ШУМ - электрич. флуктуации, обусловленные дискретностью зарядов, образующих токи в вакуумных или полупроводниковых электронных приборах. Термин "Д. ш." исходит из аналогии с шумом, производимым падающими дробинками. Из-за случайного характера и взаимной независимости моментов начала движения отд. зарядов, поступающих в рабочую область электронного прибора вследствие эмиссии через нек-рый потенциальный барьер, спектральная плотность Д. ш. не зависит от частоты (белый шум )и описывается формулой Шоттки где - средний квадрат флуктуации тока, Df - полоса частот, в к-рой измеряются шумы, q - элементарный заряд, I - протекающий ток. <На частотах, при к-рых время пролёта заряда через рабочую область (напр., между электродами электронной лампы) оказывается соизмеримым с периодом колебаний, спектральная плотность Д. ш. в цепи, подключённой к этой области, начинает уменьшаться с ростом частоты. Такой "пролётный эффект" определяется спектральным составом импульсов тока с длительностью порядка t, наводимых в цепи каждым из пролетающих зарядов. Д. ш. с учётом пролётных эффектов описывается ф-лой где множитель F²_t зависит отчастоты и времени пролёта (вид функции F²_t для плоскоэлектродного вакуумного диода показан на рис., где введена угловая частота w=2pf).

Величина Д. ш. отличается от определяемой ф-лой Шоттки и в тех случаях, когда ток ограничивается пространственным зарядом. Примером может служить вакуумный диод, работающий в режиме, когда зависимость анодного тока от потенциала анода описывается законом "трёх вторых". В этом случае вблизи катода существует область с настолько высокой плотностью электронного пространств. заряда, что распределение потенциала в ней характеризуется наличием отрицат. минимума ( виртуальный катод). Величина потенциала в минимуме и определяет величину тока, проходящего на анод. Если в результате флуктуации кол-во эмитируемых за какой-то малый промежуток времени электронов возрастёт относительно средней величины, то это приведёт к увеличению плотности пространств. заряда, а следовательно - к понижению потенциала в минимуме, что сдерживает рост проходящего через него тока. В результате флуктуации анодного тока оказываются меньшими, чем флуктуации тока эмиссии. Такое подавление (депрессия) Д. ш. описывается введением в правую часть ф-лы Шоттки коэф. депрессии Г ²<1. С увеличением частоты эффект подавления Д. ш. пространств. зарядом уменьшается. Вакуумные диоды, работающие в режиме насыщения тока (ограничение пространств. зарядом отсутствует) и при малых значениях ft, используются в качестве генераторов эталонного шума при измерениях чувствительности радиоприёмных устройств. Лит.: Ван дер Зил А., Флуктуации в радиотехнике и физике, пер. с англ., М.- Л., 1958; его же, Шум, пер. с англ., М., 1973; Шумы в электронных приборах, пер. с англ., М.- Л., 1964; Введение в статистическую радиофизику, ч. 1 - Р ы т о в С. М., Случайные процессы, М., 1976; Букингем М., Шумы в электронных приборах и системах, пер. о англ., М., 1986. М. Н. Девятков.