Ruido Térmico de la Resistencia (Johnson–Nyquist)

Fórmula

Descripción

El ruido Johnson–Nyquist es la tensión de ruido térmico que genera cualquier resistencia debido al movimiento térmico aleatorio de los portadores de carga. Es un límite físico fundamental que no puede eliminarse con una mejor fabricación. El ruido es blanco (plano en frecuencia) y establece el suelo de ruido en los circuitos analógicos de precisión. A temperatura ambiente (25 °C), una resistencia de 1 kΩ genera unos 4 nV/√Hz. Este ruido es crítico en el diseño de amplificadores de bajo ruido, etapas de entrada de sensores y preamplificadores de audio.

Variables

• Vn — Tensión de ruido RMS (V)
• T — Temperatura (°C, convertida a Kelvin internamente)
• R — Resistencia (Ω)
• BW — Ancho de banda de medición (Hz)

Notas prácticas

k = 1,380649 × 10⁻²³ J/K (constante de Boltzmann). La temperatura se introduce en °C y se convierte internamente a Kelvin (T_K = T_°C + 273,15). Para minimizar el ruido, use la resistencia más baja que cumpla los requisitos del circuito, reduzca el ancho de banda con filtrado y enfríe el circuito si es necesario. Las resistencias de película metálica tienen menor ruido en exceso (ruido de corriente) que las resistencias de carbono, pero el ruido térmico es idéntico para todos los tipos de resistencia con la misma resistencia.