光電子電路設(shè)計(jì)第一章上

1、 作者： 胡士凌，孔得人 出版機(jī)構(gòu)：北京理工大學(xué)出版社 ISBN：7-81045-138-3 T T x dtx T x exP 0 222 2 )( 1 lim 0 , 2 1 )( 2 2 為：噪聲電壓均值，一般 ：噪聲電壓均方根 其中 T TT dttxtx T R)()( 2 1 lim)( 2 x ：最大功率增益）：功率增益（ ）：噪聲帶寬（其中 0 1 - 0 0 ,Hz)( Hz,)( 1 GfG fdffG G f ：最大電壓增益 ：電壓增益 其中 0 0 2 2 0 )( ,)( 1 u u u u A fA dffA A f 12 1 22 2 12 1 ( )( ) 2

2、lim 11 ( )( ) 22 T T T TT TT u t u t dt T C u t dtu t dt TT 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2uuCuuu 2 2 2 1 2 uuu ，：電阻（或阻抗實(shí)部） ，：測(cè)量系統(tǒng)的噪聲帶寬 ：電阻絕對(duì)溫度， ：玻爾茲曼常數(shù)其中 R f KT KJkfkTREt Hz /1038. 1,4 23 常數(shù) kTR f E fS t f 4lim)( 2 0 222 12ttt EEE 222 12ttt III 4 tt EI RkTR f ：噪聲帶寬 ：通過(guò)器件的直流電流 ：電子基本電量 其中 f I Cq fqII DC DCsh 19

3、1059. 1 ,2 ：玻爾茲曼常數(shù) ：發(fā)射結(jié)電壓 ：反向飽和電流 ：發(fā)射結(jié)電流 其中 k U I I eII eb e kT qU e eb 0 0 ) 1( 噪聲電壓均方值和和相當(dāng)于產(chǎn)生的散彈噪聲的功率 子擴(kuò)散產(chǎn)生：由位壘兩端多數(shù)載流 生：由熱生少數(shù)載流子產(chǎn) ，其中 21 02 01 21 III eII II III e kT qU e eb e e qI kT r fqII DCsh 2 ：常數(shù) 況有關(guān)；，與器件材料與表面狀，其中 1 1 3 . 1 , 8 . 0 1 )( K f KfS 2 1 1H L f f f EKdf f 的直流電流：流過(guò)電阻 ：常數(shù)，與制作相關(guān)，其中 R

4、I K f RIK E DC DC ex2 22 2 2 倍頻程10/lg20dB U E NI DC ex ：放大器輸入阻抗 ：信號(hào)源輸出電壓 電壓：信號(hào)源電阻的熱噪聲 ：信號(hào)源內(nèi)阻 i s t s Z U E R 2 222 2 222 2 )()( )( is sin is itn i ZR RZI ZR ZEE E 22 )( iuno EAE o t s U K U 2222 2 2 2 snnt t no ni RIEE K E E ：輸出信號(hào)功率 ：輸入信號(hào)功率 聲功率：放大器輸出端的總噪 聲功率率，即源電阻產(chǎn)生的噪：放大器的輸入噪聲功 ：放大器的功率增益 ，其中 輸出信噪比 輸

5、入信噪比 so si no ni P noso nisi nisiso no niP no P P P P K PP PP PPP P PK P F / / )/( snnsnntni RICERIEEE2 22222 2 2222 2 2 t snnt t ni E RIEE E E F fkT IE FF I E RR nn opt n n s 2 1 0 FNFlg10 ：低頻電流增益 ：跨導(dǎo) 輸出回路作用：受控電流源，輸入對(duì) ：輸出電阻，約 ：反饋電容，可忽略 間等效電阻與集電極：內(nèi)基極 間等效電阻，與射極：共射極接法內(nèi)基極 ：基極擴(kuò)展電阻， 0 M6 . 1 10010 400200

6、 m ebm ce eb cb eb bb g Ug r C cbr KK ebr r kT qI g c m cm eb qI kT g r 0 cm e qI kT g r 1 fkTRE fkTRE fkTrE ll ss bbb 4 4 4 2 2 2 fqII fqII Cc Bb 2 2 2 2 f f IK I Krf f IK I B f r f B 1 2 125 1 1 2 102 . 2102 . 111,，分析中常常取 222 () nocmb e IIg U 噪聲在中、高頻區(qū)可忽略 ，高頻區(qū)與頻率有關(guān)，中低頻區(qū)其中 ， f CZrZZ Zg ZRrqI Rr f K

7、RrqIRrkTE ebebebebeb m ebsbbc sbb I sbbBsbbni eb B /1 /1 )(2 )()(2)(4 22 2 2 2 2 222 42 nnibbc e EEkTrqI r Bn qII2 2 1 2 nn opt E I F kT f 0 n n E R I dsgs gsm dsgdgs dsgdgs ds ds gd gd gs gs UUUU U U yy yy I I Y UIIg pFCCC RRR R g R g R g 21 2 1 2221 1211 2 1 21 6557 10101010 JFET 111 ，其中導(dǎo)納參數(shù)利用 ：柵源

8、電壓。：漏極電流；：柵極電流；：跨導(dǎo)； 量級(jí)；：各極間電容， ；， ：各極間導(dǎo)納；對(duì)于， 2 1 2 1 1 1101111 1 1 1201212 2 2 2102121 1 2 2202222 2 ()() () ()() Ugsgdgsdg Ugdgd Umgdgd Ugddsgdds I ygj CggjCC U I ygj Cgj C U I ygj Cggj C U I ygj CggjCC U fgkTI mt ) 3 2 (4 2 可以忽略，對(duì)于 ，約極漏電流，一般： ，其中 2 2 MOSFET 10nAMOSFETnA10010JFET 2 s G Gs I gI fqII

9、 為常數(shù)，通常 0 0 2 1Kf f K I f 極各噪聲電流和： 極散彈噪聲；： ；：源電阻熱噪聲電流； dIII gII R g R g R kT I ftn gn L L s s s ns 222 2 22 1 2 114 21122211 21 )( )(yygyyg y IE I Ls ns I ns ns no 對(duì)輸出噪聲的貢獻(xiàn)噪聲電流 21122211 21 1 )( 1 )( 1 yygyyg y IE I Ls n I n n no 對(duì)輸出噪聲的貢獻(xiàn)噪聲電流 )( 22112112 11 2 )( 2 2 ygygyy yg IE I Ls s n I n n no 對(duì)輸出

10、噪聲的貢獻(xiàn)噪聲電流 12 ()()()2222 nsnn no no III nonono E EEEE 總噪聲電壓 2 2 2 2 222222 11 21 1 () t no ni s ninsgstf E I K y R EEI RII y 等效輸入噪聲電流為 等效輸入噪聲電壓為 2 21 11 2222 2 21 222 )( 1 )( FET0 y y IIII R y IIE RIE ftgn s ftn snn 足夠大時(shí)，噪聲電流 噪聲電壓，得到噪聲模型，令利用 m gs gy gy 21 11 1 2 2 222 0 n ntf I III 22 22 1 ft ft II g

11、 g I II g E m gs n m n gs gsn n R gI E R 1 0 2 2 no ns E F E 時(shí)）；（ 0 22 2 )( 1 1RRRII gfRkT F gssft mgs opt 極飽和電流： ：夾斷電壓； 極間電壓；： ，其中 dI U sgU U U U I g DSS P gs P gs P DSS m ) 1( 2 mgdm gdgsgs gCjgy CCjgy 21 11 )( 22 1 22 2 2 2 4 3 ngG ntm IIqIf IIkTgf 22 2 1 1() tf gsm FII kT fR g 222 22 2 2 4 3 () t n mm gsgsgd ngt m I EkTf gg gCC III g )( 4 2 1 222 0 gdgsgsm G n n CCgg kT qII E R 12 12 / st nn nn pfF npp UE EE II RRR ER ：輸入信號(hào)； ：源電阻產(chǎn)生的熱噪聲 、：運(yùn)放同/反相輸入端噪聲電壓； 、：等效到運(yùn)放同/反相輸入端噪聲電流； ； ：產(chǎn)生的噪聲。 22