相同，因而引起通过P-N结的电流在某一平均电平上的无规则起伏，亦即形成P-N结二极管的散弹噪声。
应当指出，有源或无源器件产生热噪声，而散弹噪声仅产生于有源器件之中。散弹噪声可以通过无源器件，但它必须先在有源器件中产生。
（二）噪声量值 1、尼奎斯特定理
前已指出，电阻中的热噪声是一种大量短促脉冲叠加而成的随机过程，其平均值等于零。因此，热噪声电压的瞬时值和平均值都无法计量。但是热噪声电压的均方值却完全可以确定。它的数学关系式为
U 2n = 4kTRB （1－1）
式中 k＝1,38?10-23焦耳/K （波尔兹曼常数）
T ―― 电阻温度（K） R ―― 电阻（Ω） B ―― 接收带宽（Hz）
这就是尼奎斯特定理,它表明在一个小的带宽B内处于热力
学温度T的电阻R所产生的热噪声开路电压均方值的大小。
由式（1－1）可见，一个有噪声电阻R可以等效为一个无噪
声电阻R与一个噪声电压源U 2n 的串联或等效为一个无噪声电阻R和一个噪声电流源I 2n 的并联.。
电阻热噪声的等效电路如下： R I2n R U2n (a)等效电压源 （b）等效电流源 当几个电阻串联时，采用等效电压源电路较为方便；并联时，
则采用等效电流源电路较为方便。
2、资用热噪声功率
资用功率是单端口网络所能传输到负载上的最大功率。根据
尼奎斯特定理，温度为T的电阻R在带宽B内产生的资用热噪声功率是指传输到共轭匹配负载上的功率：
UP2R?KTBn2n?
从上式可见，该功率仅与信号发生器的特性有关，与负载无
关。
3、资用噪声功率譜密度
由于噪声是一种电的随机过程，可以利用傅立叶分析的方法把时域中的噪声电压或电流变换成频率的函数。这样，各种频率成份构成频谱，该频谱的幅度称为譜密度。它是描述噪声特性的一个重要量值。
通过傅立叶分析可以看出，热噪声和散弹噪声均具有连续、均匀的频谱分布，具有白噪声特性。不同之处在于散弹噪声具有非零平均值，且处于非平衡状态，其大小由平均电流决定。 噪声功率譜密度定义为单位带宽内、1Ω电阻上所消耗的平均噪声功率，并用Wn(f)表示，单位为W/Hz。因此，噪声电压均方值与功率譜密度之间存在着下列关系
U2n??f0Wn(f)df?Wn(f)B
2 故电阻热噪声的功率譜密度为
Un?4KTRWn(f)?
B 由此可见，电阻热噪声的功率譜密度与电阻R、温度T成正比，与工作频率无关。同时，还与电阻上的外加电压或电流无关(因为外加电压对电阻中电子热运动的影响很小)。
资用噪声功率譜密度?n（f）定义为单位带宽内的资用噪声
功率。因此一个温度为T的电阻R所提供的资用噪声功率譜密度为:
?
(f)?nPBn
?KT
4、噪声温度
根据尼奎斯特定理：单端口网络的噪声温度等于产生与单端
口网络相同的噪声功率时，电阻所处的物理温度Tn ，即
Tn??kn
然而，必须注意，单端口网络的噪声温度并不一定是物理温
度。例如，饱和二极管噪声发生器的噪声温度不是指它本身所处的物理温度。
噪声温度是人们约定的噪声功率譜密度的单位。并以热力学
温度单位开尔文（K）表示。
通常，资用噪声功率譜密度在10－18 ～ 10－23 W/Hz量级，即
－（150～200）dBm/Hz.。对于噪声温度为290 K的单端口网络，其资用噪声功率譜密度约为4×10－21W/Hz，相当于－174 dBm/Hz.，可见，单位W/Hz对资用噪声功率来说太大了，使用起来不太方便，故引入了噪声温度的概念。
5、噪声系数（F）和 等效噪声温度（Te）的关系 1）噪声系数定义
（1）IRE噪声系数定义
在特定的输入频率f上,定义二端口线性网络的噪声系数F（f）为下述两个噪声功率之比： a)
当 ，在相应的输入频率上，输出端得到的单位带宽的总噪声功率Nt ;
b)
仅由处于290 K 的输入端，在该输入频率上所产生的传到输出端的单位带宽的噪声功率Ns 即
F（f）= Nt / Ns
上述定义的点噪声系数F（f）描述了线性网络在单一工作频率上的噪声性能，是一个理想概念。它要求测试设备具有单位带宽是十分困难的。因此，一般所说噪声系数在不另加说明时均指平均噪声系数。根据尼奎斯特定理，处于标准噪声温度的输入端产生的资用噪声功率为KT0B,设网络的资用功率增益为G。于是，噪声系数可写为
F?NoG?T0B
式中 No ——输入端在所有频率上均为290 K时，输出端的总资用噪声功率。
（2）Friis 对噪声系数的定义
当规定输入端温度处于290K 时，噪声系数为输入端信号-噪声功率比与输出端信号-噪声功率比两者的比值， 即
噪声功率谱密度及其工程应用下载(Rev.1.7)
