ОПИСАНИЕ СПЕКТРА ЕСТЕСТВЕННЫХ ШУМОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО СООТНОШЕНИЯ ВАН ДЕР ЗИЛА (2014)
В настоящей работе исследуется спектр SiD естественных (тепловых и дробовых) токовых шумов p-n-перехода, а также барьера Шоттки с коэффициентом неидеальности вольт-амперной характеристики η, превышающим единицу. Приводятся результаты, полученные с помощью специализированной экспериментальной установки. Для их объяснения использовалась эквивалентная схема, учитывающая наличие последовательного сопротивления базы и контактов диода, а также возможность существования тока утечки. Теоретически доказано и подтверждено экспериментально, что соотношение Ван дер Зила, SiD = 2q(ID+2Is), служащее для вычисления спектра токовых шумов «идеального» перехода с η=1, не применимо при η>1 (здесь q — элементарный заряд, ID — ток через переход, Is — ток насыщения перехода). Полученные ранее результаты обобщены при помощи теоремы Гупта для спектра тепловых шумов в нелинейных резистивных системах и подтверждены экспериментально. Установлено, что спектр шумового тока даётся формулой SiD = (2q/η) (ID+2Is). Она является модификацией соотношения Ван дер Зила на случай произвольного значения коэффициента неидеальности. Выполнена экспериментальная проверка полученной формулы для SiD путём измерения спектра шума диода Шоттки с δ-легированием, находящегося в термодинамическом равновесии с окружающей средой.
