運算放大器電路固有噪聲的分析與測量之放大器的內部噪聲

圖 7.16 基本 FET 噪聲關系

圖 7.17 強反相 FET

　　圖 7.18 給出了將一個熱噪聲方程式用于弱反相 FET 的 PTAT 和 Zero-TC 偏置的操作。弱反相是指 FET 偏置區。弱反相的計算結果為熱噪聲與 Id 的平方根成反比。熱噪聲與溫度成正比還是與溫度的平方根成正比取決于偏置類型。因此，弱反相 FET 放大器和電流及溫度的關系與雙極偏置放大器和電流及溫度的關系相似。

圖 7.18 弱反相 FET

　　圖 7.19為處理過的閃爍噪聲方程式，該方程式用于強反相 FET 的 PTAT 和 Zero-TC 偏置。請注意，方程式中的“a”為介于 0.5 和 2 之間的一個常數。因此，閃爍噪聲可能和 Id 成正比，或者和 Id 的冪成反比，這取決于“a”的值。對于一款 Zero-TC 偏置方案來說，閃爍噪聲的值并不取決于溫度。對于一款 PTAT 偏置方案來說，閃爍噪聲和溫度的平方根成正比。

圖 7.19 強反相 FET 閃爍噪聲

　　圖 7.20 顯示了用于計算一個弱反相 FET 的 PTAT 和 Zero-TC 偏置的閃爍噪聲方程式。請注意，“a”是一個介于 0.5 至 2 之間的常數。因此，在所有情況下，閃爍噪聲都與 Id 的冪成反比。就一個 Zero-TC 偏置而言，閃爍噪聲將會與絕對溫度成正比；就一個 PTAT 偏置而言，溫度關系則取決于 a 的值。

圖 7.20 弱反相 FET 閃爍噪聲

　　總結與概述

　　本文中，我們討論了一些有助于我們對最壞情況下的噪聲和與溫度相關的噪聲進行估算的經驗法則。這此經驗法則還可以幫助那些電路板和系統級設計人員獲得折衷設計的方法，而這些方法正是集成電路設計人員在低噪設計中所采用的。同時，還給出了這些經驗法則背后的詳細數學計算方法。第 8 部分將主要對 1/f 噪聲及“爆米花”噪聲進行更深入的探討。

　　感謝

　　特別感謝 TI 的技術人員，感謝他們在技術方面所提供的真知灼見。這些技術人員包括：

• 高級模擬 IC 設計經理 Rod Bert
• 線性產品經理 Bruce Trump
• 應用工程經理 Tim Green
• 高速產品市場開發經理 Michael Steffes

　　參考書目

　《模擬集成電路的分析與設計》，作者：Paul R. Gray 與 Robert G. Meyer，第三版，由 Hamilton Printing Company 出版。