放大器的频率特性和噪声

•零点的另一个求法：在s=零点时，令输出电压为零， 即输出在此时对地短路
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II. 源跟随器-（电平移位器和缓冲器）
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•由上图我们发现随着频率升高，输出阻抗也增大，该 阻抗包含电感元件。
•如果一个源跟随器被大电阻驱动，那么该源跟随器的 输出阻抗基本表现出电感的行为。
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III.共栅级
学习汇报
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2016.10.10
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• 汇报内容： 1. 放大器的频率特性
① 密勒效应 ② 极点与结点的关联 ③ 共源、源跟随器、共栅等结构的频率特性
2. 噪声
① 噪声的统计特性及种类 ② 电路中噪声的表示
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•密勒效应
反相放大电路中，输入与输出之间的分布电容或寄 生电容由于放大器的放大作用，其等效到输入端的电 容值会扩大1+A倍，其中A是放大器放大倍数
•定理：如果 的一个信号加在一个传输函数
的线性时不变系统上，则输出谱：
•相关噪声源和非相关噪声源
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噪声类型： •热噪声
•电阻热噪声：导体中载流子的随机运动，引起导体两端电 压波动。
谱密度：
热噪声与温度的关系意味着模拟电路在低温时可以减小噪声
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•
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• 闪烁噪声
载流子在栅和衬底界面处的俘获和释放，导致漏源电流有 噪声
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•极点与结点的并联（计算简单直观，有误差；没反映出零点）
• 每个节点对应一个极点；节点之间有相互作用就不再是每 个节点贡献一个极点
• 把总的等效电容和总的等效电阻相乘就可以得到时间常数， 继而得到一个极点的频率
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I. 共源级
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•小信号模型
•对分母进行分析，比较两者计算出的极点值，我们发 现密勒定理推导出的极点还是比较精确的
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• 如果信号源阻抗为零，那么电流源流过电压源对输出 没有影响，这种情况下测出的输出噪声仅由电压源产
生；同理，信号源阻抗为无穷时，输出噪声仅由电流
源产生
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THANK YOU!
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•密勒定理
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电压增益：
输入阻抗：
这个结果和共栅级小信号分析中计算的输入阻抗相同。
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密勒定理的注意事项：
•阻抗不能在输入输出之间唯一的信号通路 •不能同时用来计算传递函数和输出阻抗 •用密勒定理估算极点时忽略了零点的存在 •电压增益A会随频率变化而变化，通常用低频增益值 简化计算，会对频率分析产生一定的误差
高增益，密勒效应小
三个极点的相对数值取决于实际的设计参数，但是一
般选取x节点极点离原点最远，更稳定。
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噪声的统计特性： 噪声是个随机过程，其值是不可预测的，但是在很
多情况中，它的平均功率是可以预测的 •平均功率：
基本电路理论定义：
为了简化计算：
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•噪声谱PSD：某频率值处附近1Hz带宽内噪声所具有的 平均功率。
•输入参考噪声反映了输入信号被噪声“侵害”的程度， 能用于不同电路的噪声指标的比较
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• 如果仅仅用一个与输入串联的电压源来表示输入参考 噪声是不够的，所以我们用一个串联电压源和一个并
联电流源一起模拟输入参考噪声
• 如何计算电压和电流呢，可以考虑信号源阻抗的两种 极限情况：零和无穷
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噪声功率与MOS管的工艺有关，减小闪烁噪声主要通过增大 器件面积
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பைடு நூலகம்
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电路中的噪声表示 •输出参考噪声电压：
表示法不足：输出参考噪声与电路增益有关，无法 比较不同电路的噪声性能
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•输入参考噪声电压：在输入端用一个信号源
来
代表电路中所有噪声源的影响。输入参考噪声电压等
于输出噪声电压除以增益
1. 当忽略沟道调制效应时，可以通过极点节点关联法 2. 当不能忽略时，采用等效电路法
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•传输函数：该电路无电容的密勒乘积项，可达到高带 宽 •输入阻抗：
当频率增大时， 趋近于0，于是 就约为 此时，输入极点也就可以定义为
输入极点相对较大，因此具有高速特性
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IV. 共源共栅 此种结构输入、输出阻抗较大