运算放大器电路固有噪声的分析与测量之放大器的内部噪声
经验法则 5:FET 运算放大器固有电流噪声非常低。这也说明了双极与 FET 晶体管以及噪声之间的差异。因为 FET 放大器的输入栅极电流比双极放大器的输入基极电流小得多。相反,在给定一个偏置电流值(如,输入级的集电极电流或漏极电流)的情况下,双极放大器具有更低的电压噪声,请参见图 7.5 的多个示例。
图 7.5 MOS 放大器与双极放大器的电压及电流噪声的对比
双极噪声的详细数学计算方法
图 7.6 表明了双极晶体管噪声模型的原理。图 7.7(方程式 1、2 和 3)中给出了双极晶体管的基本噪声关系。在该部分中,我们将利用这些方程式,以得出一些基本关系,而经验法则就是基于这些基本关系得出的。
图 7.6 双极晶体管噪声模型
图 7.7 双极噪声基本关系
利用方程式 1 进行分析:双极热噪声
方程式 1 说明了一个双极晶体管基极中的物理电阻热噪声。在一个集成电路运算放大器中,电阻器通常是由与差动输入级基极串联的 ESD 保护电路提供的,如图 7.8 所示。在一些情况下,这种噪声是主要的噪声源。对大多数集成电路工艺而言,为该电阻设置 ±20% 容差值是合理的。图 7.9 显示,输入电阻出现 20% 的变化时噪声会相应地发生 10% 的变化。
图 7.8 运算放大器噪声热噪声分量
图 7.9 热噪声容差
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