電阻有多大的噪聲？

原文來(lái)自原創(chuàng)書籍《硬件設(shè)計(jì)指南 從器件認(rèn)知到手機(jī)基帶設(shè)計(jì)》：

電阻是我們最早接觸的基礎(chǔ)元件，初中的課本中就有電阻的介紹，圖1-20 展示了常見的貼片電阻、熱敏電阻和直插/色環(huán)電阻，色環(huán)電阻可以通過電阻的色環(huán)顏色來(lái)讀取電阻值。我們初中就學(xué)習(xí)過電阻相關(guān)內(nèi)容，后來(lái)我們常聽說電阻具有噪聲，那么電阻的噪聲是從哪里來(lái)的呢？

電阻的噪聲通常指的熱噪聲（也叫約翰遜噪聲），特點(diǎn)是哪怕電阻沒有連接到電路中、哪怕沒有電流流過電阻，電阻兩端也會(huì)有電壓變化，這就是電阻熱噪聲，在系統(tǒng)工作帶寬范圍內(nèi)，電阻的熱噪聲可以認(rèn)為是白噪聲（或叫做寬帶噪聲），電阻兩端開路時(shí)，它的熱噪聲有效值（均方根值）的計(jì)算公式是(1-4)：

圖 1-20 各類電阻

其中，k是玻爾茲曼常數(shù)，k=1.38*10-23J/K，T是開爾文熱力學(xué)溫度，R是電阻值，B是系統(tǒng)等效噪聲帶寬。

舉例說明：

當(dāng)溫度是27℃（300開爾文）時(shí)，10KΩ的電阻，在100KHz帶寬電路中，電阻兩端的開路熱噪聲電壓有效值是4uV；相同環(huán)境下，如果電阻是20KΩ，則熱噪聲電壓有效值是5.8uV。根據(jù)公式我們可以看出來(lái)，電阻越大，噪聲也越大，噪聲隨著電阻阻值的增加而增加，我們的放大電路中很少用大電阻的原因之一就是為了降低噪聲。同樣的，噪聲也與溫度有關(guān)，然而噪聲對(duì)溫度并不敏感，因?yàn)楣街惺菬崃W(xué)溫度，當(dāng)溫度變化為十幾或幾十?dāng)z氏度時(shí)，對(duì)噪聲的影響并不是很大。比如上面例子中，17℃和27℃下，電阻兩端的噪聲基本差別不大。

然而在使用電阻測(cè)量電流的應(yīng)用中（電流流過電阻，測(cè)量電阻兩端的電壓，電壓除以電阻值即得到電流值），增加電阻反而會(huì)提高電流采集的準(zhǔn)確性，這是因?yàn)殡娮柙酱蟮脑?，電流流過電阻產(chǎn)生的電壓也越大，這會(huì)提高電流檢測(cè)的靈敏度，而如果電阻太大，那么電阻上分擔(dān)的電壓也就大，使得電阻后面的系統(tǒng)分擔(dān)的電壓低，這就需要工程師去仔細(xì)權(quán)衡。

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審核編輯 黃宇