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《模拟cmos集成电路设计(拉扎维)第7章噪声(二)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、模拟集成电路设计第7章噪声（二）董刚gdong@mail.xidian.edu.cn微电子学院11∫2In,MOS222上一讲噪声的统计特性平均功率Pav=limt→∞T+T/2−T/22x(t)dt噪声谱（功率谱密度PSD）幅值分布（时域）相关噪声源和非相关噪声源噪声的类型Vn=4kTR(Δf)环境噪声和器件噪声热噪声和闪烁噪声In2=4kTR(Δf)Vn,MOS=K1CoxWLf西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计=4kT(gm)323上一讲电路中噪声的表示串联的输入参考噪声电压并联的输入参考噪声电流西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计4本讲噪声噪声的统计特性噪声谱（频域）幅
2、值分布（时域）相关噪声源和非相关噪声源噪声的类型热噪声闪烁噪声电路中噪声的表示单级放大器中的噪声共源、共栅、共漏、共源共栅差分对中的噪声噪声带宽西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计22起作用5辅助定理用于简化噪声分析和计算定理内容源漏之间的噪声电流源可以等效为与栅级串联的噪声电压源（对任意的ZS），反之亦可条件：均由有限阻抗驱动；低频时Vn2,gate=In,DS/gm若驱动阻抗无限大，则右图中Vn2一端悬浮，无法高频时，栅电压到源漏电流的跨导会西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计随频率改变26辅助定理的证明思路：考察这两个电路在下列条件成立时是否真等效？Vn,gate=I2n,
3、DS/g2m证明：输出阻抗相同，只考察输出短路电流是否相等即可In,out1In,out2==InZS(gm+1/rO)+1gmVnZS(gm+1/rO)+1西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计7本讲噪声噪声的统计特性噪声谱（频域）幅值分布（时域）相关噪声源和非相关噪声源噪声的类型热噪声闪烁噪声电路中噪声的表示单级放大器中的噪声共源、共栅、共漏、共源共栅差分对中的噪声噪声带宽西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计⎛2⎝K124kT⎞2V⎛21=4kT⎜⎞K1⎟+⎝2⎠1⎜⎟++20⎝⎠⎦8共源级2n,out=⎜4kTgm+3CoxWLfRDgm+⎟RD⎠V2n,in=Vn2,out
4、Av20⎜3gm+gmRD⎟CoxWLfI2n,in=2Zin⎡⎢4kT⎣⎛2⎜3gm1⎞K1⎤gmRD⎟CoxWLf⎥≈（低频时）西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计⎛21=4kT⎜⎞K1⎟+⎝2⎠⎛2⎝K124kT⎞2V9共源级做放大器器适用时，增大gm可LN增大RD可LNV2n,in=Vn2,outAv20⎜3gm+gmRD⎟CoxWLf2n,out=⎜4kTgm+3CoxWLfRDgm+⎟RD⎠做电流源使用时，减小gm可LN西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计⎛22⎞22⎛22⎞1⎝3⎠gm13⎛22gm2⎞=4kT⎜⎝2⎠10共源级－实例分析M1和M2均工作在饱和区。计
5、算：1、输入参考热噪声电压2、若负载电容为CL，求总输出热噪声3、若输入是振幅为Vm的低频正弦信号，求输出信噪比1、求输入参考热噪声电压V2n,out=4kT⎜gm1+gm2⎟(rO1rO2)2⎝33⎠Vn,in=Vn,out/Av0=4kT⎜gm1+gm2⎟2增大gm1、减小gm2，可LN⎜3gm1+3gm1⎟西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计⎛22⎞V∞⎛22⎞⎝3⎠12V2CLkT11共源级－实例分析2、若负载电容为CL，求总输出热噪声2n,out=4kT⎜gm1+gm2⎟(rO1rO2)⎝33⎠2频带内积分，得总输出热噪声2n,out,tot=∫0[4kT⎜gm1+3gm
6、2⎟(rO1rO2sCL)]df=(gm1+gm2)(rO1rO2)3增大CL可以LN，但牺牲带宽；而带宽由输入信号带宽决定西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计2VkTVm23=12共源级－实例分析3、若输入是振幅为Vm的低频正弦信号，求输出信噪比1、增大CL可以提高SNR，但牺牲带宽；2n,out,tot=(gm1+gm2)(rO1rO2)3kTCL2、增大gm1、减小gm2可以提高SNR3、增大Av0可以增大SNR输入信号在输出端产生的信号振幅为：gm1(rO1rO2)VmSNR为功率之比：SNRout=(gm1+gm2)(rO1rO2)[gm1(rO1rO2)Vm/2]2CL
7、23CLgm1(rO1rO2)24kTgm1+gm2西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计L⎛21=4kT⎜⎞K1⎟+⎝2⎠22⎛1gm2⎞1KPgm2KN1=4kT⎜Vn2,in13⎝2⎠2共源级的LN设计减小热噪声：增大IDS使gm1最大，牺牲功耗和输出摆幅增大W使gm1最大，会增大寄生电容减小1/f噪声：gm=2μnCoxWID增大WL，但增大寄生电容降低速度V2n,in=Vn2,outAv20⎜3gm+gmRD⎟CoxWLf3⎜gm1+gm1⎟+C
