Дробовой шум на высоких частотах

Спектр дробового шума определяется выражением где tnp— время пролета свободного от электрических заря­дов участка.

У полупроводниковых диодов ширина перехода равна примерно 10−4 — Ю-6 см, средняя скорость носителей заряда 107 см/сек. Соответственно время пролета перехода составляет 10~~п — Ю-13 сек. Таким образом, согласно фор­муле (3.9) интенсивность дробового шума не должна зави­сеть от частоты ниже 1010 — 1012 гц. В действительности отсутствие частотной зависимости дробового шума до столь высоких частот можно ожидать-лишь для диодов, работающих без инжекции неосновных носителей1. У диодов

с р-п переходом подавляющая часть тока обусловлена инжек-цией неосновных носителей, поэтому их ток нельзя рассмат; ривать как эмиссию через переход. Значение tap здесь опре­деляется сравнительно медленными процессами диффузии и рекомбинации. Учет этого приводит к отклонению от выра­жения (3.4) на высоких частотах: в нем появляется дополни­тельное слагаемое 4kT(gn — gb)A/, где gn и go — соответ­ственно проводимости перехода на измеряемой и низкой частотах. С учетом этой поправки формула (3.5) может быть записана в следующем простом виде 18, 9]:

АР= 4kTgn Af 2ql Af.(3.10)

Выражение (3.10), хорошо согласуется с результатами измерений для германиевых диодов при не очень больших токах через диод (до ~1 ма) [7].

Для кремниевых диодов результаты, полученные по фор­муле (3.10), отличаются от измеренных. Причина этого сос­тоит в том, что у кремниевых диодов кроме определяемого выражением (3.3) термоэлектронного тока, заметную величину составляет ток генерации в слое объемного заряда [47]:

/^(exp|^-l).(3.11)

Суммарный ток диода аппроксимируется выражением

/~(еЧ,^~1)'.(ЗЛ2)

где 1 < т < 2. В работе [ П ] получено выражение для среднеквадратичного тока дробового шума перехода с учетом тока генерации в слое объемного заряда

АР = Шёп Af 2q -L А/,(3.13)

которое удовлетворительно согласуется с измерениями крем­ниевых диодов при небольших (до ~1 ма) токах через диод.