[MegaVolt 25]

Имеем ОУ включённый по схеме повторителя. Сигнальный вход имеет ток утечки например 1 pA что соответствует сопротивлению ТОм. Почему при расчёте шума мы не учитываем тепловой шум этого резистора?
У него какая то другое природа? Некое чудо сопротивление не генерящее тепловой ток?

[ViKo 1]

22 минуты назад, MegaVolt сказал:

Некое чудо сопротивление не генерящее тепловой ток

Конечно. Это сопротивление транзисторов.

А вот, например, громадное сопротивление между проводником, идущим на вход ОУ и землей через изолятор печатной платы - оно учитывается в шуме?

[_pv 52]

40 minutes ago, MegaVolt said:

Имеем ОУ включённый по схеме повторителя. Сигнальный вход имеет ток утечки например 1 pA что соответствует сопротивлению ТОм. Почему при расчёте шума мы не учитываем тепловой шум этого резистора?

так он же со входа на "землю", то есть у отрицательного входа - "параллельно" (с точки зрения шумов) с выходными несколькими Омами,

у положительного входа - "параллельно" с сопротивлением источника. Оставьте его совсем неподключенным, и входное сопротивление зашумит как надо.

ну и входной ток тоже не особо связан с входным сопротивлением, в том смысле что он есть и от напряжения на входе не особо зависит.

подогрейте ваш 1пА усилитель и входной ток будет уже измеряться в наноамерах, но входное сопротивление, в смысле dU/dI останется таким же.

[MegaVolt 25]

20 минут назад, _pv сказал:

у положительного входа - "параллельно" с сопротивлением источника. Оставьте его совсем неподключенным, и входное сопротивление зашумит как надо.

Вот тут вопрос. Шуметь то оно будет но скорее от наводок чем от своих шумов. Хотя могу и ошибаться.

Цитата

ну и входной ток тоже не особо связан с входным сопротивлением, в том смысле что он есть и от напряжения на входе не особо зависит.

Ну значит хитрое сопротивление :)))

42 минуты назад, ViKo сказал:

Конечно. Это сопротивление транзисторов.

А вот, например, громадное сопротивление между проводником, идущим на вход ОУ и землей через изолятор печатной платы - оно учитывается в шуме?

Вот собственно где так грань когда сопротивление генерит тепловой шум и где уже нет. Ведь по идее диэлектрики по этой формуле должны вообще убивать током :))) Может это и есть статика :))))))

[ViKo 1]

5 минут назад, MegaVolt сказал:

Вот собственно где та грань когда сопротивление генерит тепловой шум и где уже нет.

Где-то есть. В диэлектрике мало свободно шумящих электронов.

[prig 0]

12 hours ago, MegaVolt said:

...Некое чудо сопротивление не генерящее тепловой ток?

Вообще-то, ответы на этот вопрос лежат на поверхности.

 

Во первых, ток определяется не только сопротивлением, но и напряжением на оном (вот такой сюрприз). И шумит не эквивалентное входное сопротивление, а вполне конкретное физическое. В первую очередь об этом стоит помнить, если речь о биполярах на входе ОУ.

 

С полевиком на входе всё ещё проще. Если через конденсатор не течёт постоянный ток (условно говоря), это вовсе не означает, что через него не течёт переменный. А если ещё вспомнить, что белый шум определяется как белый именно в частотном домене... Крче, хороший конденсатор - это всегда фильтр 1-го порядка с очень малой частотой среза. Остатки шума сопротивления утечки будут лежать в области очень низких частот. А хреновый конденсатор с большими токами утечки и шуметь будет вполне заметно и согласно эквивалентной схеме. Шум особо хреновых конденсаторов на достаточно высоких частотах можно наблюдать даже на осциллографе.

 

Так что, рисуйте эквивалентные схемы, желательно не из одного резистора, и будет Вам счастье.

 

П.С. Кстати, в пироэлектрических приемниках со встроенным полевиком используются резисторы с номинальными сопротивлениями в десятки или сотни гигаом специально для нормирования токов утечки с затвора полевика. И его шумы отлично фильтруются на ёмкости пироконденсатора. Где-нить до пары нВ/Гц^0.5 на паре сотен Гц. И не дай Бог помыть этот резистор спиртом или водопроводной водой...

[MegaVolt 25]

6 часов назад, prig сказал:

С полевиком на входе всё ещё проще. Если через конденсатор не течёт постоянный ток (условно говоря), это вовсе не означает, что через него не течёт переменный. А если ещё вспомнить, что белый шум определяется как белый именно в частотном домене... Крче, хороший конденсатор - это всегда фильтр 1-го порядка с очень малой частотой среза. Остатки шума сопротивления утечки будут лежать в области очень низких частот. А хреновый конденсатор с большими токами утечки и шуметь будет вполне заметно и согласно эквивалентной схеме. Шум особо хреновых конденсаторов на достаточно высоких частотах можно наблюдать даже на осциллографе.

Хм... с этой точки зрения я не смотрел. Спасибо. Вполне рабочее объяснение. 

 

[vervs 24]

вх. сопротивление это только параметр модели

входной ток ОУ с биполярными транзисторами - ток базы входного каскада, т.е. зависит от тока коллектора и бетты, есть входные каскады как с супербетта транзисторами, так и с компенсацией вх.тока или всем сразу

On 3/22/2019 at 6:17 AM, prig said:

С полевиком на входе всё ещё проще. Если через конденсатор не течёт постоянный ток (условно говоря), это вовсе не означает, что через него не течёт переменный.

вход jfet ОУ - обратносмещенный pn переход, т.е. входной ток -  утечка этого перехода, соответственно рост тока при нагреве, у большинства CMOS ОУ на входах защитные диоды, т.е. то же самое

[prig 0]

On 3/22/2019 at 4:22 PM, vervs said:

обратносмещенный pn переход

- А это без разницы. Есть ёмкость затвора, и есть эквивалентное сопротивление утечки.

И кстати, в упоминавшихся мною пироприёмниках как раз пользуют jfet с токами утечки на уровне 1 пикоампер при комнатных температурах. По сравнению с mosfet они заметно тише.

On 3/22/2019 at 4:22 PM, vervs said:

у большинства CMOS ОУ на входах защитные диоды, т.е. то же самое

- Защитные диоды можно смело рассматривать как внешний источник шума по отношению ко входным транзисторам.

Т.е., к исходному вопросу они не имеют никакого отношения.

Да и вообще, это уже немного другая история.

[vervs 24]

21 hours ago, prig said:

- Защитные диоды можно смело рассматривать как внешний источник шума по отношению ко входным транзисторам. 

Т.е., к исходному вопросу они не имеют никакого отношения.

исходный вопрос, насколько я понял, звучит примерно так: "входной ток ОУ мал, т.е. ограничен последовательновключенным резистором ТОм, но почему не видно шума этого резистора?"
ответ в том, что резистора как такового нет, а есть источники входного тока: ток базы БТ и ток обратносмещенного pn перехода ПТ и то, что у ОУ с МОП входом есть защитные диоды (хоть и применяются меры по снижению их влияния), пусть даже "внешние по отношению к транзисторам", что не отменяет их как источников входного тока ОУ

21 hours ago, prig said:

- А это без разницы. Есть ёмкость затвора, и есть эквивалентное сопротивление утечки.

емкость между затвором и каналом вызывает дополнительный (наведенный) шум затвора коррелированный с шумом канала, растущий с частотой

т.е. на НЧ ток утечки - ток pn обратносмещенного перехода (дробовый шум), затем с ростом частоты увеличивается тепловой шум отканала

21 hours ago, prig said:

По сравнению с mosfet они заметно тише.

да, особенно на НЧ

[prig 0]

On 3/21/2019 at 4:08 PM, MegaVolt said:

тепловой шум этого резистора

явно подразумевает измерительную схему с землёй или идеальным источником напряжения на входе. А в реальной схеме есть импеданс источника. Поэтому говорить о защитных диодах особо смысла нет. Тем более, их вклад обычно минимизируют, и есть смысл говорить именно о входном транзисторе.

3 hours ago, vervs said:

емкость между затвором и каналом вызывает дополнительный (наведенный) шум затвора коррелированный с шумом канала, растущий с частотой

т.е. на НЧ ток утечки - ток pn обратносмещенного перехода (дробовый шум), затем с ростом частоты увеличивается тепловой шум отканала

Как-то Вы всё до кучи намешали. В реальной жизни всё несколько проще. Есть классические модели для JFET, в которых есть шум по напряжению,  и есть токовый шум.

Для шума по напряжению выделяется НЧ-область фликер-шума. Вот туда лучше не лезть.

Для токового шума выделяется ВЧ область дробового шума, который как раз растёт с частотой. И там всегда надо думать о импедансах.

А серединку принято считать областью тепловых шумов. Шум по напряжению там преимущественно определяется сопротивлением канала, а токовый шум - статическим током утечки (преимущественно генерация носителей в p-n переход.).

 

Вот, забейте в гугле такую строчку: AN106 Siliconix 10-Mar-97 1 Low-Noise JFETs

Хорошая, добрая старая статья.

[vervs 24]

спасибо за статью

в ней же и написано ток затвора на НЧ - дробовый, с ростом частоты начинает преобладать тепловой, а названия областей (region) в ней странные: первые два (1/f и тепловой) для шума канала, третий для затвора, и назван дробовым, хотя там у затвора преобладает тепловой шум

Spoiler

 

in, the equivalent open-circuit input noise current, with the exception of the shot noise region shown in Figure 2, due to thermally-generated reverse current in the gate channel junction. It is defined as

At higher frequencies, as in the shot noise region shown in Figure 2, in can be approximated as being equal to the Nyquist thermal noise current generated by a resistor

 

 

[prig 0]

Ну, названия в статье нормальные. Нужно только посмотреть на механизмы возникновения шума.

- Фликер - он всегда НЧ. Механизмы там могут быть разные (попадались в своё время и отдельные статьи по фликеру, и даже диссеры). Остатки зафильтрованного на эквивалентной RC цепи теплового шума эквивалентного входного сопротивления полевика туда тоже попадают.

- Тепловой шум - это шум тепловых колебаний носителя. Обычно применяется только к резисторам. Для конденсаторов всё сводится к RC цепи и на практике редко представляет интерес (это как раз касается затворов полевиков и относится к вопросу ТС). Т.е., для полевика всё сводится к шуму сопротивления канала с учётом крутизны х-ки (кстати, это важный момент, который нужно учитывать при выборе рабочего режима полевика и минимизации шумов реальной схемы на ПТ).

Тепловой шум - это самый лучший шум на свете, потому что он белый (типа шутка, но в каждой шутке...).

- Дробовой шум - это шум из-за дискретности заряда при протекании тока через цепь. Т.е., это принципиально токовый шум. Генерация и рекомбинация носителей в полупроводнике или диэлектрике - процессы быстрые и дискретные, потому и зона шума располагается в ВЧ области.

При этом, дробовой шум аппроксимируется формулой теплового ( can be approximated as being equal to the Nyquist thermal noise current generated by a resistor ), но обратно пропорциональнален входному импедансу (т.е., растёт с частотой). Но это именно аппроксимация, и только с похожей на тепловой шум формулой.

О дробовом шуме очень любят поговорить аудиофилы, но разбираются они в этом вопросе плохо. На практике просто стоит обращать внимание на статические токи утечки.

[vervs 24]

4 hours ago, prig said:

Ну, названия в статье нормальные. Нужно только посмотреть на механизмы возникновения шума.

может используемые мной книги устарели, они старше приведенной Вами статьи, см. например, Кулешов Шумы в полупроводниковых устройствах 1977г.  (стр. 144,145) , он и большинство других авторов ссылается на ван дер Зила, поэтому можно сразу искать его, и в них есть описание природы шума затвора

ЗЫ ни у кого нет оригинала книг ван дер Зила, а то может есть ошибки и неточности перевода (в формулах и названиях процессов) ? на либген только отечественные переводы.

 

4 hours ago, prig said:

Дробовой шум ....потому и зона шума располагается в ВЧ области.

насколько помню, дробовый шум - белый

 

[prig 0]

11 hours ago, vervs said:

насколько помню, дробовый шум - белый

Вообще-то, да. Мне тоже такое начало вспоминаться.

 

Хотя, в классическом разборе полётов сперва рассматривается стационарный ток в прямо-смещённом диоде, а потом разбираются частные случаи.

Впрочем, от этого не легче. Откуда в этой статье взялась формула аппроксимации для ВЧ области, я никак не соображу. А раньше как-то не задумывался. Но вот сейчас Вы прямо-таки заставили.

 

Единственный момент. ВЧ область авторы обозначают как "генерационно-рекомбинационный или дробовой шум"(надеюсь, перевод подразумевает то же, что имели ввиду авторы). Я с их подачи тоже насчёт рекомбинации погнал, а потом мне подумалось, что с дробовым шумом рекомбинацию мешать не стоит. Таки это разные вещи. М.б. где-то там собака порылась? И в этом плане название области действительно выглядит странновато. Тут я с Вами соглашусь.

 

Но факт остаётся фактом. У реальных полевиков подъём токового шума на ВЧ реально есть. И в реальной жизни приходится за ним приглядывать. Впрочем, я этим уже лет 10 не занимался. Так что, "звиняйте", если что.