模擬集成電路(第周)

1、6. 模擬集成電路模擬集成電路6.1 6.1 模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)6.2 6.2 差分式放大電路差分式放大電路6.3 6.3 差分式放大電路的傳輸特性差分式放大電路的傳輸特性6.4 6.4 集成電路運(yùn)算放大器集成電路運(yùn)算放大器6.5 6.5 實(shí)際集成運(yùn)放的主要參數(shù)和對應(yīng)用電路的影響實(shí)際集成運(yùn)放的主要參數(shù)和對應(yīng)用電路的影響6.7 6.7 放大電路中的噪聲與干擾放大電路中的噪聲與干擾一、一、 BJT BJT電流源電路電流源電路1. 1. 鏡像電流源鏡像電流源2. 2. 微電流源微電流源二、二、 FET FET電流源電流源1. MOSFET1. MOSFET鏡像電

2、流源鏡像電流源2. MOSFET2. MOSFET多路電流源多路電流源3. JFET3. JFET電流源電流源6.1 6.1 模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)電流源為何而生？電流源為何而生？體積小，經(jīng)濟(jì)性好體積小，經(jīng)濟(jì)性好1. 鏡像電流源鏡像電流源BE1BE2=VVE1E2= IIC1C2= IIT T1 1、T T2 2的參數(shù)全同的參數(shù)全同 即即12，ICEO1ICEO2 當(dāng)當(dāng)BJT的的較大時(shí)，基極電流較大時(shí)，基極電流IB可以忽略可以忽略 IoIC2IREF RVVRVVVEECCEEBECC)( 代表符號代表符號一、一、 BJT BJT電流源電路電流源電路1. 鏡像

3、電流源鏡像電流源1 1、動態(tài)電阻較大、動態(tài)電阻較大 2B12CE2Co)(Ivir 一般一般ro在幾百千歐以上在幾百千歐以上2 2、T1T1對對T2T2有溫度補(bǔ)償作用有溫度補(bǔ)償作用優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：2. 微電流源微電流源e2BE2BE1RVV E2C2OIII e2BERV OC2II由于由于很小，很小，BEV 所以所以I IC2C2也很小。也很小。rorce2（1 ） e2be2e2RrR （參考射極偏置共射放大電路）（參考射極偏置共射放大電路）具有很高的恒定性具有很高的恒定性1. MOSFET鏡像電流源鏡像電流源當(dāng)器件具有不同的寬長比時(shí)當(dāng)器件具有不同的寬長比時(shí)RVVVIIIGSSSD

4、DREFD2O REF1122O/ILWLWI （ =0=0）ro= rds2 MOSFET基本鏡像電路流基本鏡像電路流 二、二、 FET FET電流源電流源1. MOSFET鏡像電流源鏡像電流源2T2GS22n2T2GS22n2D2)( )()/(VVKVVKLWI 用用T3代替代替R，T1T3特性相同，特性相同，且工作在放大區(qū)，當(dāng)且工作在放大區(qū)，當(dāng) =0時(shí)時(shí)，輸出，輸出電流為電流為 常用的鏡像電流源常用的鏡像電流源 2. MOSFET多路電流源多路電流源REF1122D2/ILWLWI REF1133D3/ILWLWI REF1144D4/ILWLWI 2T0GS0n0D0REF)( VV

5、KII 3. JFET電流源電流源(a) 電路電路 (b) 輸出特性輸出特性 重慶工學(xué)院 6.2 6.2 差分式放大電路差分式放大電路一、一、 差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)二、二、 射極耦合差分式放大電路射極耦合差分式放大電路三、三、 源極耦合差分式放大電路源極耦合差分式放大電路1. 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)一、一、 差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)差分式放大電路的一般結(jié)構(gòu)2. 相關(guān)基本概念相關(guān)基本概念i2i1id=vvv 差模信號差模信號)(21=i2i1icvvv 共模信號共模信號2=idici1vvv 2=idici2vvv 有有 共模信號相當(dāng)于兩個(gè)輸入端信號中相同的部分共模信號相當(dāng)

6、于兩個(gè)輸入端信號中相同的部分（噪聲，溫度影響）（噪聲，溫度影響） 差模信號相當(dāng)于兩個(gè)輸入端信號中不同的部分差模信號相當(dāng)于兩個(gè)輸入端信號中不同的部分 兩輸入端中的共模信號大小相兩輸入端中的共模信號大小相等，相位相同；差模信號大小相等，等，相位相同；差模信號大小相等，相位相反。相位相反。idod=vvv A差模電壓增益差模電壓增益icoc=vvv A共模電壓增益共模電壓增益icciddooo =vvvvvvvAA 總輸出電壓總輸出電壓其中其中ov 差模信號產(chǎn)生的輸出差模信號產(chǎn)生的輸出ov 共模信號產(chǎn)生的輸出共模信號產(chǎn)生的輸出共模抑制比共模抑制比反映抑制共模信號的能力反映抑制共模信號的能力cdCMR

7、=vvAAK1. 1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理二、二、 射極耦合差分式放大電路射極耦合差分式放大電路靜態(tài)靜態(tài)對稱對稱OCC2C121=IIII CE2CE1=VV CCV)V7 . 0(c2CCC RIV c2CRIBEVIIICB2B1 1. 1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理i1i2=v0v結(jié)論：結(jié)論：時(shí)，時(shí)，o1o2-v0ovvi1i2=v0v動態(tài)動態(tài)僅輸入僅輸入差模差模信號時(shí)，信號時(shí)， i2i1vv和和大小大小相等相等，相位，相位相反相反。odO1O20 ，vvv結(jié)論：差模信號被放大結(jié)論：差模信號被放大 O2O1vv和和大小相等，大小相等， 相位相反。相位相反。1

8、. 1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理 溫度變化和電源電壓波動，都將使溫度變化和電源電壓波動，都將使集電極電流產(chǎn)生變化。且變化趨勢集電極電流產(chǎn)生變化。且變化趨勢是相同的，是相同的，其效果相當(dāng)于在兩個(gè)輸其效果相當(dāng)于在兩個(gè)輸入端加入了共模信號。入端加入了共模信號。結(jié)論：差分式放大電路對共模信號有很強(qiáng)抑制作用結(jié)論：差分式放大電路對共模信號有很強(qiáng)抑制作用當(dāng)輸入當(dāng)輸入共模共模信號時(shí)，信號時(shí)， i2i1vv和和大小大小相等相等，相位，相位相同相同。ocOC1OC20 vvv O2O1vv和和大小相等，大小相等， 相位相同。相位相同。動態(tài)動態(tài)1. 1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理icvic

9、v2. 2. 主要指標(biāo)計(jì)算主要指標(biāo)計(jì)算（3 3）共模抑制比）共模抑制比（1 1）差模電壓增益）差模電壓增益 雙入、雙出雙入、雙出 雙入、單出雙入、單出 單端輸入單端輸入（2 2）共模電壓增益）共模電壓增益 雙入，雙出雙入，雙出 雙入，單出雙入，單出（4 4）頻率響應(yīng)）頻率響應(yīng) idod=vvvAi2i1o2o1vvvv i1o122vv becrR 接入負(fù)載時(shí)接入負(fù)載時(shí)beLcd)21/(=rRRA v以雙倍的元器件換取以雙倍的元器件換取抑制共模信號的能力抑制共模信號的能力（1 1）差模電壓增益）差模電壓增益 雙入、雙出雙入、雙出 雙入、單出雙入、單出 ido1d1=vvvAi1o12vvd2

10、1vA bec2rR 接入負(fù)載時(shí)接入負(fù)載時(shí)beLcd2)/(=rRRA v（1 1）差模電壓增益）差模電壓增益 單端輸入單端輸入eorr 等效于雙端輸入等效于雙端輸入 指標(biāo)計(jì)算與雙指標(biāo)計(jì)算與雙端輸入相同。端輸入相同。（1 1）差模電壓增益）差模電壓增益 共模信號的輸入使兩管共模信號的輸入使兩管集電極電壓有相同的變化。集電極電壓有相同的變化。所以所以0oc2oc1oc vvv0icocc vvvA共模增益共模增益（2 2）共模電壓增益）共模電壓增益 雙入，雙出雙入，雙出抑制零漂能力增強(qiáng)抑制零漂能力增強(qiáng)icoc1c1vvv Aicoc2vv obec2)1(rrR oc2rR or c1vA（2

11、2）共模電壓增益）共模電壓增益 雙入，單出雙入，單出（3）共模抑制比）共模抑制比cdCMRvvAAK dB lg20cdCMRvvAAK 雙端輸出，理想情況雙端輸出，理想情況 CMRK 單端輸出單端輸出 CMRKc1d1vvAAbeorr 越越大大， CMRK共模抑制能力越強(qiáng)共模抑制能力越強(qiáng)單端輸出時(shí)的總輸出電壓單端輸出時(shí)的總輸出電壓)1(idCMRicidd1o1vvvvvKA （4）頻率響應(yīng)）頻率響應(yīng)高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號。高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號。例例解：解：求求（1）靜態(tài)工作點(diǎn)；）靜態(tài)工作點(diǎn)； （2）雙入、雙出的差模電壓增益）雙入、雙出的差模電壓增

12、益，輸入電阻，輸出電阻，輸入電阻，輸出電阻12BEbbc1c2cCCEETT2000.7V,200 ,10, 10V,-10V,1okmA、 的，vvRRRVVIC1C2CO1=0.5m2IIIIACE1CE2CE=5( 0.7)5.7VVVVV 0.7EBEVVV CC1C2CCCc=100.5 105VVVVI RVV2626(1)200(1200)10.70.5bebbcmArrkI cdbe200 1018710.7RkArk v221.4kidRrbe220kocRR（2）雙入、雙出的差模電壓增益，輸入電阻，輸出電阻）雙入、雙出的差模電壓增益，輸入電阻，輸出電阻3. 3. 帶有源負(fù)載

13、的射極耦合差分式放大電路帶有源負(fù)載的射極耦合差分式放大電路靜態(tài)靜態(tài) IE6 IREFe6BE6EECCRRVVV E6E5E6IRR IO IE51. CMOS差分式放大電路差分式放大電路三、三、 源極耦合差分式放大電路源極耦合差分式放大電路6.3 6.3 差分式放大電路的傳輸特性差分式放大電路的傳輸特性根據(jù)根據(jù)又又 vO1VCCiC1Rc1 vO2VCCiC2Rc2可得傳輸特性曲線可得傳輸特性曲線 vO1，vO2f（vid）輸出信號隨輸入信號變化的曲線稱為傳輸特性曲線輸出信號隨輸入信號變化的曲線稱為傳輸特性曲線 ic1，ic2f（vid）vO1，vO2f（vid）的傳輸特性曲線的傳輸特性曲線

14、6.4 集成電路運(yùn)算放大器集成電路運(yùn)算放大器一、一、 CMOS MC14573集成電路運(yùn)算放大器集成電路運(yùn)算放大器二、二、 BJTLM741集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器一、一、 CMOS MC14573 CMOS MC14573 集成電路運(yùn)算放大器集成電路運(yùn)算放大器1. 1. 電路結(jié)構(gòu)和工作原理電路結(jié)構(gòu)和工作原理2. 2. 電路技術(shù)指標(biāo)的分析計(jì)算電路技術(shù)指標(biāo)的分析計(jì)算(1)(1)直流分析直流分析REFGS5SSDDREFSG5SSDDoREF RVVVRVVVII 2TGS5P5REF)(VVKI 已知已知V VT T 和和K KP5P5 ，可求出，可求出I IREFREF 二、二、BJTLM

15、741集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器原理電路原理電路 6.5 6.5 實(shí)際集成運(yùn)算放大器的主要實(shí)際集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)和對應(yīng)用電路的影響參數(shù)和對應(yīng)用電路的影響一、實(shí)際集成運(yùn)放的主要參數(shù)一、實(shí)際集成運(yùn)放的主要參數(shù)二、集成運(yùn)放應(yīng)用中的實(shí)際問題二、集成運(yùn)放應(yīng)用中的實(shí)際問題一、 實(shí)際集成運(yùn)放的主要參數(shù)1 1、輸入直流誤差特性（輸入失調(diào)特性）、輸入直流誤差特性（輸入失調(diào)特性）2 2、差模特性、差模特性3 3、共模特性、共模特性三類：三類：1 1、輸入直流誤差特性（輸入失調(diào)特性）、輸入直流誤差特性（輸入失調(diào)特性）（1 1） 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓V VIOIO 在室溫（在室溫（2525）及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓

16、下，輸入電壓為零）及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下，輸入電壓為零時(shí)，為了使集成運(yùn)放的輸出電壓為零，在輸入端加的補(bǔ)時(shí)，為了使集成運(yùn)放的輸出電壓為零，在輸入端加的補(bǔ)償電壓叫做失調(diào)電壓償電壓叫做失調(diào)電壓V VIOIO。一般約為。一般約為（1 11010）mVmV。超低失調(diào)運(yùn)放為（超低失調(diào)運(yùn)放為（1 12020） V V。高精度運(yùn)放。高精度運(yùn)放OP-117 OP-117 V VIOIO=4=4 V V。MOSFETMOSFET達(dá)達(dá)20 mV20 mV。1 1、輸入直流誤差特性（輸入失調(diào)特性）、輸入直流誤差特性（輸入失調(diào)特性）（2） 輸入偏置電流輸入偏置電流IIB 輸入偏置電流是指集成運(yùn)放輸入偏置電流是指集成運(yùn)放兩個(gè)輸

17、入端靜態(tài)電流的平均值兩個(gè)輸入端靜態(tài)電流的平均值 IIB（IBNIBP）/ /2 BJT為為10 nA1 A；MOSFET運(yùn)放運(yùn)放IIB在在pA數(shù)量級。數(shù)量級。對電路的影響？對電路的影響？(越小越好，引起輸出電壓的變化越小）越小越好，引起輸出電壓的變化越小）（3 3） 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流I IIOIO 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流I IIOIO是指當(dāng)輸入電壓為零時(shí)流入放大器兩輸入是指當(dāng)輸入電壓為零時(shí)流入放大器兩輸入端的靜態(tài)基極電流之差，即端的靜態(tài)基極電流之差，即I IIOIO| |I IBPBPI IBNBN| | 一般約為一般約為1 nA1 nA0.10.1 A A。 （4 4） 溫度漂移溫

18、度漂移輸入失調(diào)電壓溫漂輸入失調(diào)電壓溫漂 V VIO IO / / T T輸入失調(diào)電流溫漂輸入失調(diào)電流溫漂 I IIO IO / / T T1 1、輸入直流誤差特性（輸入失調(diào)特性）、輸入直流誤差特性（輸入失調(diào)特性）2 2、差模特性、差模特性(1) (1) 開環(huán)差模電壓增益開環(huán)差模電壓增益A Av vo o和帶寬和帶寬BW BW 開環(huán)差模電壓增益開環(huán)差模電壓增益A Avovo無反饋時(shí)的電壓增益無反饋時(shí)的電壓增益開環(huán)帶寬開環(huán)帶寬BWBW ( (f fH H)-3dB)-3dB帶寬，開環(huán)差模電壓增益下降帶寬，開環(huán)差模電壓增益下降3dB3dB時(shí)對時(shí)對應(yīng)的頻率應(yīng)的頻率單位增益帶寬單位增益帶寬 BWBWG

19、G ( (f fT T)A Avovo=1=1或或0dB0dB時(shí)對應(yīng)的頻率時(shí)對應(yīng)的頻率f fT T（2 2） 差模輸入電阻差模輸入電阻r rid id和輸出電阻和輸出電阻r ro o BJTBJT輸入級的運(yùn)放輸入級的運(yùn)放r rid id一般在幾百千歐到數(shù)兆歐一般在幾百千歐到數(shù)兆歐MOSFETMOSFET為輸入級的運(yùn)放為輸入級的運(yùn)放r rid id10101212 超高輸入電阻運(yùn)放超高輸入電阻運(yùn)放r rid id10101313 、I IIBIB0.040pA0.040pA一般運(yùn)放的一般運(yùn)放的r ro o200200，而超高速，而超高速AD9610AD9610的的r ro o0.050.05。（

20、3 3） 最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓V Vidmaxidmax2 2、差模特性、差模特性運(yùn)放反相和同相輸入端之間可承受的最大電壓值。運(yùn)放反相和同相輸入端之間可承受的最大電壓值。3 3、共模特性、共模特性（1 1） 共模抑制比共模抑制比K KCMRCMR和共模輸入電阻和共模輸入電阻r ric ic 一般通用型運(yùn)放一般通用型運(yùn)放K KCMRCMR為（為（8080120120）dBdB，高精度運(yùn)放，高精度運(yùn)放可達(dá)可達(dá)140dB140dB，r ric ic100M100M。 （2 2） 最大共模輸入電壓最大共模輸入電壓V Vicmaxicmax 一般指運(yùn)放在作電壓跟隨器時(shí)，使輸出電壓產(chǎn)生一般指運(yùn)

21、放在作電壓跟隨器時(shí)，使輸出電壓產(chǎn)生1%1%跟隨跟隨誤差的共模輸入電壓幅值，高質(zhì)量的運(yùn)放可達(dá)誤差的共模輸入電壓幅值，高質(zhì)量的運(yùn)放可達(dá) 13V13V。4 4、大信號動態(tài)特性、大信號動態(tài)特性（1 1） 轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率S SR R放大電路在閉環(huán)狀態(tài)下，輸入為大信號（例如階躍信號）放大電路在閉環(huán)狀態(tài)下，輸入為大信號（例如階躍信號）時(shí)，輸出電壓對時(shí)間的最大變化速率，即時(shí)，輸出電壓對時(shí)間的最大變化速率，即 maxoRd)(dttSv （2 2） 全功率帶寬全功率帶寬BWBWP P 指運(yùn)放輸出最大峰值電壓時(shí)允許的最高頻率，即指運(yùn)放輸出最大峰值電壓時(shí)允許的最高頻率，即 SR和和BWP是大信號和高頻信號工作時(shí)的

22、重要指標(biāo)。一般通用是大信號和高頻信號工作時(shí)的重要指標(biāo)。一般通用型運(yùn)放型運(yùn)放SR在在nV/ s以下，以下，741的的SR=0.5V/ s而高速運(yùn)放要求而高速運(yùn)放要求SR30V/ s以上。目前超高速的運(yùn)放如以上。目前超高速的運(yùn)放如AD9610的的SR3500V/ s。omRmaxP2 VSfBW 5 5、電源特性、電源特性（1 1） 電源電壓抑制比電源電壓抑制比K KSVRSVR 衡量電源電壓波動對輸出電壓的影響衡量電源電壓波動對輸出電壓的影響 （2 2） 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗P PV V 輸入信號為輸入信號為0 0時(shí)，運(yùn)放消耗的總功率時(shí)，運(yùn)放消耗的總功率1. 1. 集成運(yùn)放的選用集成運(yùn)放的選用通用型

23、運(yùn)放通用型運(yùn)放各項(xiàng)參數(shù)比較均衡，做到技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)各項(xiàng)參數(shù)比較均衡，做到技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一；性的統(tǒng)一；專用型運(yùn)放專用型運(yùn)放某項(xiàng)技術(shù)參數(shù)很突出，但其他參數(shù)則難某項(xiàng)技術(shù)參數(shù)很突出，但其他參數(shù)則難以兼顧；以兼顧；例如低噪聲運(yùn)放的帶寬往往設(shè)計(jì)得較窄，而高速型與高例如低噪聲運(yùn)放的帶寬往往設(shè)計(jì)得較窄，而高速型與高精度常常有矛盾，如此等等。精度常常有矛盾，如此等等。 二、集成運(yùn)放應(yīng)用中的實(shí)際問題3. 3. 調(diào)零補(bǔ)償調(diào)零補(bǔ)償（a a）調(diào)零電路）調(diào)零電路 （b b）反相端加入補(bǔ)償電路）反相端加入補(bǔ)償電路2. 2. 失調(diào)電壓失調(diào)電壓V VIOIO、失調(diào)電流、失調(diào)電流I IIOIO和偏置電流和偏置電流I IIBIB

24、帶來的誤差帶來的誤差 二、集成運(yùn)放應(yīng)用中的實(shí)際問題6.7 6.7 放大電路中的噪聲與干擾放大電路中的噪聲與干擾一、一、 放大電路中的噪聲放大電路中的噪聲二、二、 放大電路中的干擾放大電路中的干擾一、一、放大電路中的噪聲放大電路中的噪聲1. 1. 噪聲的種類及性質(zhì)噪聲的種類及性質(zhì)（1 1）電阻的熱噪聲）電阻的熱噪聲（2 2）三極管的噪聲）三極管的噪聲 熱噪聲熱噪聲 散粒噪聲散粒噪聲 閃礫噪聲閃礫噪聲內(nèi)部載流子的不內(nèi)部載流子的不規(guī)則運(yùn)動造成規(guī)則運(yùn)動造成（1 1）電阻的熱噪聲）電阻的熱噪聲 由電子無規(guī)則熱運(yùn)動而產(chǎn)生隨時(shí)間而變化的電壓稱為熱由電子無規(guī)則熱運(yùn)動而產(chǎn)生隨時(shí)間而變化的電壓稱為熱噪聲電壓。噪聲

25、電壓。 一個(gè)阻值為一個(gè)阻值為R R（ ）的電阻未接入電路時(shí)，在頻帶寬度）的電阻未接入電路時(shí)，在頻帶寬度B B內(nèi)所產(chǎn)生的熱噪聲電壓均方值為內(nèi)所產(chǎn)生的熱噪聲電壓均方值為 K K 玻耳茲曼常數(shù)，玻耳茲曼常數(shù)，T T 熱力學(xué)溫度（熱力學(xué)溫度（K K），），B B 頻帶寬度（頻帶寬度（HzHz）。）。BkTRRIV 42n2n2n白噪聲白噪聲具有均勻的功率頻譜的噪聲具有均勻的功率頻譜的噪聲 特征：特征：1 1、一個(gè)非周期變化的時(shí)間函數(shù)；、一個(gè)非周期變化的時(shí)間函數(shù)； 2 2、頻率范圍是很寬廣的；（噪聲電壓、頻率范圍是很寬廣的；（噪聲電壓V Vn n將隨放大將隨放大電路帶寬的增加而增加）電路帶寬的增加而增加

26、）kTBRVP42nn kTRBV4n 熱噪聲的功率頻譜密度熱噪聲的功率頻譜密度kTBP4n 熱噪聲電壓密度熱噪聲電壓密度kTRBV4n （1 1）電阻的熱噪聲）電阻的熱噪聲描述形式：描述形式：功率和電壓的形式分別為：功率和電壓的形式分別為：BkTRRIV 42n2n2n 熱噪聲熱噪聲 由于載流子不規(guī)則的熱運(yùn)動通過由于載流子不規(guī)則的熱運(yùn)動通過BJTBJT內(nèi)三個(gè)區(qū)的體電阻及內(nèi)三個(gè)區(qū)的體電阻及相應(yīng)的引線電阻時(shí)而產(chǎn)生。其中相應(yīng)的引線電阻時(shí)而產(chǎn)生。其中r rbbbb 所產(chǎn)生的噪聲是主要的。所產(chǎn)生的噪聲是主要的。FETFET主要是溝道電阻的熱噪聲。主要是溝道電阻的熱噪聲。（2 2）三極管的噪聲）三極管的

27、噪聲（2 2）三極管的噪聲）三極管的噪聲 散粒噪聲散粒噪聲 由于通過發(fā)射結(jié)注入到基區(qū)的載流子數(shù)目，在各個(gè)瞬時(shí)由于通過發(fā)射結(jié)注入到基區(qū)的載流子數(shù)目，在各個(gè)瞬時(shí)都不相同，因而引起發(fā)射極電流或集電極電流有一個(gè)無規(guī)則都不相同，因而引起發(fā)射極電流或集電極電流有一個(gè)無規(guī)則的波動，產(chǎn)生散粒噪聲。的波動，產(chǎn)生散粒噪聲。散粒噪聲具有白噪聲的性質(zhì)散粒噪聲具有白噪聲的性質(zhì) q q 每個(gè)載流子所帶電荷量的絕對值，每個(gè)載流子所帶電荷量的絕對值，I I 通過通過PNPN結(jié)電流的平均值，結(jié)電流的平均值，B B 頻帶寬度。頻帶寬度。qIBI2n 散粒噪聲電流為散粒噪聲電流為 閃礫噪聲閃礫噪聲 這種噪聲與頻率成反比，故又稱為這

28、種噪聲與頻率成反比，故又稱為1/1/f f 噪聲或低頻噪聲。噪聲或低頻噪聲。不同器件噪聲對比不同器件噪聲對比1 1、JFETJFET的噪聲主要來源于溝道電阻熱噪聲；的噪聲主要來源于溝道電阻熱噪聲；2 2、MOSFETMOSFET的的1/1/f f 噪聲較嚴(yán)重，低頻時(shí)噪聲較嚴(yán)重，低頻時(shí)MOSFETMOSFET比比JFETJFET的噪聲大；的噪聲大；3 3、一般，、一般，F(xiàn)ETFET的噪聲比的噪聲比BJTBJT?。恍?；4 4、碳膜電阻的、碳膜電阻的1/1/f f 噪聲最大，繞線電阻的噪聲最大，繞線電阻的1/1/f f 噪聲最??；噪聲最小；成運(yùn)放的噪聲，是由組成運(yùn)放成運(yùn)放的噪聲，是由組成運(yùn)放內(nèi)部電路

29、的元器件內(nèi)部電路的元器件產(chǎn)生產(chǎn)生的噪聲源以及的噪聲源以及內(nèi)部電路連接的噪聲源內(nèi)部電路連接的噪聲源累計(jì)的結(jié)果。一般是累計(jì)的結(jié)果。一般是通過實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測量。通過實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測量。一、一、 放大電路中的噪聲放大電路中的噪聲2. 2. 放大電路的噪聲指標(biāo)放大電路的噪聲指標(biāo)（1 1）等效輸入噪聲電壓）等效輸入噪聲電壓/ /電流密度電流密度（2 2）輸出端信噪比）輸出端信噪比（3 3）噪聲系數(shù)）噪聲系數(shù)2. 2. 放大電路的噪聲指標(biāo)放大電路的噪聲指標(biāo)定義定義其中其中 A AP P 為功率增益為功率增益ninoninosisonosonisiF1PAPPPPPPPPPNP 輸輸出出端端信信號號噪噪聲聲比比

30、輸輸入入端端信信號號噪噪聲聲比比 放大電路不僅把輸入端的噪聲進(jìn)行放大，而且放大電路放大電路不僅把輸入端的噪聲進(jìn)行放大，而且放大電路本身也存在噪聲。所以，其輸出端的信噪比必然小于輸入端本身也存在噪聲。所以，其輸出端的信噪比必然小于輸入端信噪比。信噪比。（3 3）噪聲系數(shù)）噪聲系數(shù) 一個(gè)無噪聲放大電路的噪聲系數(shù)是一個(gè)無噪聲放大電路的噪聲系數(shù)是0dB，一個(gè)，一個(gè)低噪聲低噪聲放放大電路的噪聲系數(shù)應(yīng)大電路的噪聲系數(shù)應(yīng)小于小于3dB。因?yàn)橐驗(yàn)閕2sisiRVP i2niniRVP o2sosoRVP o2nonoRVP 當(dāng)滿足當(dāng)滿足 Ri=Ro 時(shí)，時(shí)，NF可表示為另一種形式：可表示為另一種形式：)dB( lg20lg20lg10lg10nosonisi2nosonisinosonisiFVVVVVVVVPPPPN )dB( lg10lg10)dB(ninonosonisiFPAPPPPPNP 當(dāng)當(dāng)N NF F用分貝（用分貝（dBdB）表示時(shí)）表示時(shí)3. 3. 減小噪聲的措施減小噪聲的措施 硬件硬件選低噪聲集成運(yùn)放，如選低噪聲集成運(yùn)放，如OP-27OP-27，AD745AD745等；等；采用采用濾波處理濾波處理或引入或引入負(fù)反饋負(fù)反饋以抑制噪聲；以抑制噪聲； 軟件軟件轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，借助軟件方法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，借助軟