在半导体中，导电的物理机制与金属的物理机制完全不同。因此，我们预计会出现新类型的噪声。本文探讨了半导体器件中的各种噪声源。


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在之前的教程中，我们使用电压-电流特性研究了二极管的行为与温度的关系：

图1：工作温度随机波动

图2：存在热波动时二极管中的电流趋势

散粒噪声是电荷量化的结果。理想情况下，后者可以通过连续分布(即流体)来建模，前提是它具有极高浓度的载流子，例如发生在金属中。另一方面，在半导体中，浓度较低，因此不能忽略粒子方面。类似于雨落在屋顶上。在强度较低的情况下，单位时间内撞击屋顶的水滴数量相对较低，并且波动较大。这会导致压力在平均值附近波动。

图3：电子浓度波动的散粒噪声功率谱

我们通过观察得出重组过程具有一个有趣的能量解释。为简单起见，我们考虑未掺杂的半导体(否则修改是显而易见的)。虽然成对(电子、空穴)的产生需要一定量的能量(例如热能)，但重组会以热量的形式释放一小部分能量输入，这反过来有利于进一步共价键的断裂。

正如在之前的教程中所研究的那样，耗尽层的特征是两个电荷载流子的双势能势垒。即使所涉及的电荷没有足够的能量来穿越这个势垒，量子穿越的概率也非零(隧道效应)。该概率又由介于0和1之间的传输系数T量化，并与屏障的几何尺寸(高度、宽度)成比例。物理上，T取决于结的掺杂。根据这些参数，Esaki创造了一种利用量子力学所预见的隧穿过程的设备。

图4：隧道二极管的电压-电流特性

图5：隧道二极管符号

图6：隧道二极管等效电路

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