9.4.3. Коэффициент шума усилителя на туннельном диоде
Когда вычисляется коэффициент шума туннельного диода, необходимо рассматривать два шумовых генератора: генератор напряжения 
представляющий тепловой шум, обусловленный сопротивлением объемных областей, и генератор тока 
представляющий дробовой шум в туннельных токах. Эти генераторы показаны на эквивалентной схеме усилителя на
туннельном диоде на рис. 9.5, а. Генератор тока 
представляет шум, связанный с источником.
Для вычисления коэффициента шума удобно преобразовать 
Нортону эквивалентную схему туннельного диода, как показано на рис. 9.5, б.
Рис. 9.5. Эквивалентная схема усилителя на туннельном диоде с генераторами шума (а) и эквивалентная схема Нортона (б).
Здесь последовательный генератор напряжения 
и параллельный генератор тока 
преобразованы в параллельный генератор тока а полная проводимость —У имеет вид
где 
частота отсечки туннельного диода, задаваемая формулой (9.12).
Спектральные плотности шумовых генераторов тока 
и напряжения 
описываются формулами
и
где шум, связанный только с туннельным током, приближённо принят за чисто дробовой шум. Для. рабочей точки в области отрицательного сопротивления вольт-амперной характеристики
это оправдано, так как приложенное напряжение несколько больше, чем 
и функция котангенса в выражениях (9.8) и (9.9) очень близка к единице. Проводимость 
в формуле (9.23а) представляет собой проводимость теплового шума, 
вивалентную дробовому шуму в туннельном таке. Из формул (9.23) и рис. 9.5 следует, что когда 
некоррелированны, спектральная плотность генератора така 
на рис. 9.5, б определяется формулой
Считая, что этот генератор находится при той же температуре, что и туннельный диод, получаем спектральную плотность генератора шумового тока
Теперь из рис. 9.5, б можно просто записать коэффициент шума усилителя в виде
Для низких частот (ниже частоты отсечки) это выражение переходит в выражение
Из выражения (9.266) очевидно, что, для того чтобы коэффициент шума был минимальным, проводимость источника должна быть как можно больше. Мы видели, что в усилителе на туннельном диоде с высоким коэффициентом усиления
хотя равенство в этом выражении исключается, если усилитель должен оставаться устойчивым. Согласно соотношению (9.27), максимальное значение
что приводит выражение для низкочастотного коэффициента шума к виду
Здесь мы использовали тот факт, что в хорошем туннельном диоде 
При 
коэффициент шума, вычисленный согласно (9.29), равен 1,2 или 
Это несколько лучше, чем коэффициенты шума, полученные Пуселом в работе ([23], самый низкий из которых составлял 7 дБ. Однако в приборе, на котором проводились измерения в этой работе, область отрицательного сопротивления была не очень крутой, соответствуя проводимости 
Если это значение подставить в выражение (9.29), а другие значения параметров оставить прежними, то полученный коэффициент шума будет соответствовать измеренному.
Условие (9.28), дающее минимальный коэффициент шума в выражении (9.29), предполагает асимметрию между проводимостями источника и нагрузки. Как мы видели, это несовместимо с условием максимального усиления, которое требует симметричной нагрузки. Если источник и нагрузка симметричны, то
и коэффициент шума
Мы видим, что в этом случае коэффициент избыточного шума, определяемый как 
равен удвоенному минимальному коэффициенту избыточного шума. Пусел [23] обнаружил, что коэффициент шума действительно уменьшался по мере того, как проводимости источника и нагрузки постепенно становились все более асимметричными в соответствии с теорией, описанной выше.
