熱雑音とは? わかりやすく解説

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ねつ‐ざつおん【熱雑音】


熱雑音

【英】:thermal noise

導体半導体素子中の電子不規則な熱運動によって起こる雑音で、温度が高いほど大きな雑音発生する周波数依存性はなく一様なスペクトルを持つので、ホワイトノイズとも言われるEDS半導体検出器スロースキャンCCDカメラYAG単結晶シンチレータ冷却するのは、このを抑えるためである。

説明に「熱雑音」が含まれている用語

  • 熱雑音

熱ノイズ(熱雑音、thermal noise)

 抵抗体内部では電流を運ぶ電子またはイオン熱運動していてその分布が空間的時間的に一様でない。この“ゆらぎ”のため、その両端の間には不規則な電位差生ずる。これを雑音電圧、または熱雑音、ジョンソン雑音という。超電導回路低温動作させるため、この熱雑音が、室温動作させる半導体の場合より格段に小さい。このことが、超電導デバイスが小振幅でも(熱雑音に乱されずに)安定動作する理由一つである。

熱雑音

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/08/31 21:50 UTC 版)

熱雑音(ねつざつおん、: thermal noise)は、抵抗体内の自由電子の不規則な振動(ブラウン運動[1])によって生じる雑音のことをいう。1927年にこの現象を発見した二人のベル研究所の研究者ジョン・バートランド・ジョンソン及びハリー・ナイキストの名前からジョンソン・ノイズまたはジョンソン-ナイキスト・ノイズとも呼ばれる。

抵抗体内で発生する雑音の電圧Vn [V][2]電流In [A]は次式で与えられる。


熱雑音

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/08/12 17:06 UTC 版)

ノイズ (電子工学)」の記事における「熱雑音」の解説

詳細は「熱雑音」を参照 熱雑音はジョンソン・ナイキスト・ノイズとも呼ばれ電気伝導体中の電荷担体通常電子)の熱による無作為動きによって発生し、防ぐことが出来ない印加電圧大小関わらず発生する。 熱雑音はほぼホワイトノイズであり、そのパワースペクトル密度周波数スペクトル全域渡ってほぼ同じである。その信号としての振幅正規分布極めて近い。熱雑音の影響考慮した通信システムモデルとして「加法性ホワイトガウスノイズ (AWGN) チャネル」がある。 抵抗器 R(Ω)帯域幅 Δf(Hz)のとき、熱雑音 v n {\displaystyle v_{n}} の二乗平均平方根 (RMS) 電圧次のうになるv n = 4 k B T R Δ f {\displaystyle v_{n}={\sqrt {4k_{B}TR\Delta f}}} ここで kBボルツマン定数(J/K)、T はその抵抗器絶対温度(K)である。 熱雑音の量はその回路温度によって決まるため、電波望遠鏡プリアンプのような高感度回路では、液体窒素冷却して熱雑音を低減させることがあるまた、雑音元(信号元)から回路入力される雑音電力入力雑音電力と言い電気通信分野での増幅器雑音計算には専らこちらが使用される入力雑音電力N i [W]は次式で与えられるN i = k B T Δ f {\displaystyle N_{\mathrm {i} }=k_{\mathrm {B} }T\Delta f}

※この「熱雑音」の解説は、「ノイズ (電子工学)」の解説の一部です。
「熱雑音」を含む「ノイズ (電子工学)」の記事については、「ノイズ (電子工学)」の概要を参照ください。

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