logo

Главная Полупроводниковые приборы Генераторы шума

Генераторы шума

Печать
Схемотехника - Схемотехника и конструирование схем

 

Полупроводниковый генератор шума — это диод, который в определенном режиме работы может использоваться как источник шумов в определенном диапазоне частот.

Принцип действия генераторов шума основан на свойствах лавинного пробоя перехода диода. В начальной стадии лавинного пробоя процесс ударной ионизации оказывается неустойчивым: ударная ионизация возникает, срывается, возникает вновь в тех местах перехода, где оказывается в данный момент достаточная напряженность электрического поля. Результатом случайной неравномерности генерации новых носителей заряда при ударной ионизации являются шумы, которые характерны для определенного диапазона токов. При работе таких, например, приборов как стабилитроны, шумы — явление вредное. Именно поэтому диапазон токов, соответствующий шумам, исключают из диапазона рабочих токов стабилитронов.

Таким образом, в качестве генераторов шума можно использовать обратносмещенные диоды в диапазоне обратных токов от минимального (\(I_{проб min}\)) до максимального (\(I_{проб max}\)) пробивного тока, где наблюдается наибольшая интенсивность электрических флуктуаций.

Параметры генераторов шума во многом схожи с параметрами стабилитронов. Наиболее специфичными являются три характеристики, описывающие свойства генерируемого приборами шумового сигнала и его зависимость от колебаний температуры прибора.

 

Спектральная плотность шума (\(S_ш\)). Из теории сигналов известно, что спектральная плотность является одной из важнейших характеристик любого сигнала. Для измерительных целей чаще всего необходим т.н. “белый шум”, у такого сигнала спектральная плотность при всех частотах постоянна. Полупроводниковые генераторы шума позволяют получить такую характеристику в определенном диапазоне частот. Параметр спектральной плотности шума (\(S_ш\)) полупроводникового прибора выражается как эффективное значение напряжения шума, отнесенное к полосе в 1 Гц, при заданном токе пробоя и в определенном диапазоне частот. В полупроводниковых генераторов шума и наиболее распространенных стабилитронах значения \(S_ш\) лежат в пределах 3...30 .

Граничная частота равномерности спектра (\(f_{гр}\)). В реальных полупроводниковых генераторах шума спектральная плотность генерируемых шумов постоянна только в определенном диапазоне частот. С увеличением частоты ее значение постепенно понижается. Наибольшая частота спектра, при которой отрицательное отклонение спектральной плотности шумов не превышает заданное значение (при заданном токе пробоя), называется граничной частотой равномерности спектра (\(f_{гр}\)). В типовых приборах значение \(f_{гр}\) лежит в пределах 1...4 МГц.

Средний температурный коэффициент спектральной плотности шума (\(\alpha_{S_ш}\)). Обратный ток, предшествующий лавинному пробою, и пробивное напряжение при лавинном пробое увеличиваются с ростом температуры. В результате участок ВАХ, соответствующий наибольшей интенсивности шумов, смещается с изменением температуры в область больших токов и напряжений. Т.е. при стабильном токовом режиме с изменением температуры будет изменяться и спектральная плотность генерируемых шумов. Такое изменение характеризуется специальным коэффициентом, называемым температурным коэффициентом спектральной плотности шума (\(\alpha_{S_ш}\)). Он выражается как отношение относительного изменения спектральной плотности шума в заданном диапазоне рабочих температур к абсолютному изменению температуры окружающей среды при постоянном токе. Знак и значение температурного коэффициента спектральной плотности шума могут быть различными при разных токах.

 

 

 



Все права защищены © 1997-2011 Перепечатка возможна только по согласованию с владельцем авторских прав. admin@club155.ru

Яндекс.Метрика               Сервер радиолюбителей России - схемы, документация,

 соревнования, дипломы, программы, форумы и многое другое!   схемы новости электроники