존슨(열) 잡음

존슨 잡음(나이퀴스트·열잡음)은 모든 저항기의 본질적 잡음 바닥으로, 전하 캐리어의 무작위 브라운 운동에서 발생하며 절대 온도 T(K), 저항 R(Ω), 볼츠만 상수 k(1.38×10⁻²³ J/K)에만 의존합니다. 대역폭 B의 개방 실효 잡음 전압 V_n = √(4kTRB)는 상온 1 kΩ에서 ~4 nV/√Hz, 10 kΩ에서 13 nV/√Hz, 1 MΩ에서 130 nV/√Hz입니다.

백색·가우시안이므로 시스템 대역에 적분합니다. 10 kΩ가 1 MHz 오디오 체인에 기여하는 잡음은 13 nV/√Hz × √10⁶ = 13 μV rms로 저레벨 증폭기에서 지배적일 수 있습니다. 냉각: 77 K에서 √(77/293) ≈ 0.51배. 그 외에는 R 축소만이 유효하므로 계측 증폭기 입력 바이어스에는 가능한 작은 피드백 저항을 씁니다.

실 저항기는 그 위에 약간의 1/f 초과 잡음을 더합니다(noise-figure 항목 참조). 권선·벌크 포일은 거의 순수 존슨; 후막·카본은 저주파에서 10~30 dB의 1/f가 추가됩니다.