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【一陸技】精選300題_問042-雑音

雑音

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  会社の同僚たちと一陸技の勉強会をしています。
  勉強会では「合格精選300題 一陸技問題集」を使っています。
  本ブログでは勉強会で解いた問題の解説を掲載していきます。

合格精選300題 第一級陸上無線技術士試験問題集合格精選300題 第一級陸上無線技術士試験問題集
(1998/10)
吉川 忠久

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問042
ダイオードまたはトランジスタから発生する雑音に関する次の記述のうち誤っているものはどれか。
1.熱雑音は、物質中における自由電子が熱によって不規則に運動するために生じるもので、温度が高くなるほど雑音電圧は高くなる。
2.散弾雑音は、電界を加えて電流を流すとき、キャリアの数およびドリフト速度の変化によって生じるものである。
3.フリッカ雑音は、低周波帯で観測される雑音で、周波数fに反比例する特性であることから、1/f雑音ともいう。
4.分配雑音は、エミッタ電流がベース電流とコレクタ電流に分配される比率の変動によって生じる。
5.熱雑音とフリッカ雑音を総称してホワイト雑音という。



雑音には、
ダイオードやトランジスタの内部から発生する内部雑音
ダイオードやトランジスタが外界から受ける外部雑音があります。

さらに、内部雑音は、
周波数に依存する雑音と、
周波数に依存しない雑音に分けられます。

以下に、内部雑音についてまとめます。


【雑音】
 ◇外部雑音
 ◇内部雑音
   ・周波数に依存しない雑音(ホワイト雑音)
     -熱雑音(ジョンソン雑音)
     -散弾雑音(ショット雑音)
   ・周波数に依存する雑音
     -フリッカ雑音
     -分配雑音




熱雑音(ジョンソン雑音)

熱雑音は、
・半導体内のキャリアのランダムな熱運動が源となります。
・スペクトルは周波数に関係なく幅広い分布を持ちます。
・周波数に依存しませんが、絶対温度に比例します。



散弾雑音(ショット雑音)

散弾雑音は、
・半導体に電流を流した場合において、
キャリアの数やドリフト速度のゆらぐことにより発生します。
・インパルス性の雑音となります。
・インパルス性であるため、幅広い周波数分布を持ちます。



ホワイト雑音

熱雑音散弾雑音は、ともに周波数に依存しない雑音であり、
ホワイト雑音と呼ばれます。

白色の光が可視光すべての周波数を含むことに由来しています。



フリッカ雑音

フリッカ雑音は、
・接合部の汚れや湿気による導電率の「ゆらぎ」により発生します。
・周波数fに反比例するため、1/f雑音とも呼ばれます。
・フリッカとは、「ゆらぎ」を意味しています。



分配雑音

分配雑音は、
・エミッタからに流入した電流が、ベースとコレクタに「分配」されるとき、
この分配比がゆらぐことによって発生します。
・この分配比は周波数fに依存し、雑音は周波数fの2乗に比例して増加します。



以上、各雑音の特徴を簡単にまとめました。
さいごに雑音と周波数の関係をグラフにまとめておきます。


  雑音グラフ

このグラフをおぼえているだけで、
一陸技の雑音に関する問題は解けちゃうこともよくあります。

このグラフを見ると、
ホワイト雑音は中域でしか観測されないように見えますが、
実際には低域から高域までの広い範囲で観測されます。
単に、低域ではフリッカ雑音が支配的であり、
高域では分配雑音が支配的であるということです。



ちなみに、問題の答えは5番です。
周波数に依存しない熱雑音(ランダム性)と散弾雑音(インパルス性)を総称して
ホワイト雑音と呼びます。


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