14.4.4. Усилитель с низким входным сопротивлением

Если удовлетворяется условие

то не требуется никакой коррекции. На рис. 14.8 приведена зависимость сопротивления R от требуемой полосы пропускания для некоторых характерных значений С в диапазоне Какое из слагаемых или будет теперь преобладающим в создании шума, определяется значением R и типом используемого транзистора. Рисунок 14.9 иллюстрирует относительный вклад в шум каждого из них. Здесь значения сопротивлений и определяются соотношениями

и

При выполнении условия

тепловые шумы будут преобладать над пулами усилителя.

Если теперь подставить в выражение (14.4.10) предельно допустимое значение отношеие сигнал-шум преобразуется к

На рис. 14.10 приведены зависимости каждого из слагаемых шума от частоты для кремниевых полевого и биполярного транзисторов в предположении, что

Как было показано ранее, для случая усилителя с высоким входным сопротивлением можно ожидать, что при выполнении условия

слагаемое а дробового шума будет I превосходить слагаемые а, б и д шума усилителя в полосе частот

Здесь значения определяются соответственно уравнениями и (14.4.22). При

Рис. 14.8. Предельные значения вход кого сопротивления усилителя без коррекции

Рис. 14.9. Зависимость теплового шума усилителя от его входного сопротивления

уменьшении входного сопротивления до значения, определяемого выражением (14.4.23), слагаемое шумового напряжения увеличится в 4 раза, а значение соответственно уменьшится в 4 раза по сравнению с усилителем с большим входным сопротивлением. Однако если значение R удовлетворяет соотношению (14.4.26), необходимо также учитывать и тепловой шум. Условие, при котором слагаемое дробового шума будет всегда преобладать над тепловым шумом, если R определяется из соотношения (14.4.23), имеет следующий вид:

Подставив, как и ранее [см. (14.4.19)], минимальное значение тока ограниченного квантовым шумом, а именно,

окончательно получим

Рис. 14.10. Частотные характеристики источников теплового шума для случая при Напряжение шума определяется формулой Тепловой шум равен

Отсюда следует, что емкость С должна удовлетворять соотношению:

Если то Таким образом, использование хорошего лавинного фотодиода с коэффициентом усиления или более снова гарантирует обеспечение режима детектирования, ограниченного дробовым шумом, даже при использовании усилителя с низким входным сопротивлением и отсутствии какой-либо коррекции. Однако это несправедливо для фотодетектора на -фотодиоде, и увеличение шума в этом случае может быть значительным.