二极管噪声

p-n结二极管的噪声主要有三种来源，即热噪声（Johnson噪声）、散粒噪声和闪变噪声（1/f噪声）。热噪声和散粒噪声都与频率无关，即是所谓白噪声。

（1）热噪声。当载流子通过电阻输运时，由于热运动的无规性，载流子的速度及其分布将会出现起伏，从而就会产生出电流的涨落和相应在电阻上的电压涨落，这就是热噪声。这种噪声在任何电阻上都会产生，而p-n结在小信号工作时具有一定的交流电阻，所以也就必然存在热噪声。因为热噪声是与通过电阻的多数载流子的热运动关联着的，所以这种噪声的大小既与温度有关，也与电阻（交流电阻）大小有关。由于p-n结的正向交流电阻很小，而反向电流又很小，所以热噪声也很弱（噪声均方根电压仅大约为4nV）。热噪声的频谱密度与信号频率无关（即各种频率的噪声功率相同），故是一种白噪声。

（2）散粒噪声。这种噪声是指通过p-n结的电流及其之上电压的一种涨落效应，它在大多数依靠p-n结来工作的器件中往往是主要的噪声成分。由于越过p-n结的少数载流子将会不断遭受散射而改变方向，同时又会不断复合与产生，因此载流子的速度和数量将会出现起伏，从而造成通过p-n结的电流和相应其上的电压的涨落，这就是散粒噪声。显然，通过p-n结的电流愈大，载流子的速度和数量的起伏也愈大，则散粒噪声电流也就愈大。散粒噪声与热噪声具有相同形式的关系式，因此散粒噪声也与频率无关（即为白噪声，在低频和中频下的确如此），但在高频时则与频率有关。散粒噪声在少数载流子工作的半导体器件（双极型器件）中起很大作用。

（3）闪变噪声（1/f噪声）。这是一种在低频（<1000Hz）下具有很大影响的噪声；其来源很可能是半导体内部或者表面的各种杂质、缺陷等所造成的一些不稳定性因素。因为这些因素（主要是表面态）对载流子往往起着复合中心的作用，而复合中心上的载流子数量由于外电场或气氛等的影响会产生起伏，这就将引起复合电流、并从而整个电流的涨落，这也就是闪变噪声。这种噪声的电流均方值与交流信号频率f之间近似有反比关系。正是闪变噪声与频率近似具有反比的关系，所以也就常常称这种噪声为1/f噪声。这种噪声在以半导体表面薄层作为有源区工作的器件中往往起着重要的作用。

对于小注入工作的p-n结，在忽略闪变噪声的情况下，它的总的噪声电流与反向饱和电流成正比，并且还与正向电压有很大的关系。p-n结的噪声电流随着光照等辐射作用的增强而增大，这就是因为辐射的增强将会使反向饱和电流增加的缘故。显然，为了减小p-n结的噪声，至关重要的是应该尽可能地降低其反向饱和电流。

值得注意的是，p-n结的这几种噪声来源，也就是双极型晶体管的主要噪声来源，因为双极型晶体管是由两个p-n结所构成的。只不过晶体管的热噪声主要是来自于基极电阻（因为基极电流是多数载流子电流，而且基区又很窄）。