Bruit thermique

Le bruit thermique, également nommé bruit de résistance, bruit Johnson ou bruit de Johnson-Nyquist, est le bruit généré par l'agitation thermique des porteurs de charges, c'est-à-dire des électrons dans une résistance électrique en équilibre thermique. Ce phénomène a lieu indépendamment de toute tension appliquée. Le bruit thermique aux bornes d'une résistance est exprimée par la relation de Nyquist :

${\displaystyle {\overline {v_{b}^{2}}}=4\ k_{B}\cdot T\cdot R\cdot \Delta f\;}$

où ${\displaystyle {\overline {v_{b}^{2}}}}$ est la variance de la tension aux bornes de la résistance, ${\displaystyle k_{B}}$ est la constante de Boltzmann, qui vaut k_B = 1,3806 × 10^-23 J.K^-1, T est la température absolue de la résistance exprimée en kelvins, R est la résistance exprimée en ohms, et ${\displaystyle \Delta f\;}$, la bande passante considérée.

Cette formule permet de prévoir le bruit minimum présent sur un système électronique, et donc sa limite de détection. Le même phénomène de bruit thermique est observé aux bornes d'une capacité. C'est une limitation des capteurs photographiques.