噪声的表现形式（频域）噪声功率谱：最常用的噪声表示方法功率谱密度和积分噪声（指定带宽）在0~+00的频率范围内对功率谱积分→平均功率=α2Noise density V2/HzVN21/fnoiseVRMS/HZdvn?whitenoiseVNdfff2Integrated noise2-Vf'av?df = Vif2-f) dvn?V12=VRMS西安交通大学FLec.#3.噪声与非线性6/43LabofMixed-SignalSystems
Lab of Mixed-Signal Systems 6 /43 Lec. #3. 噪声与非线性 噪声的表现形式（频域） VN • 噪声功率谱：最常用的噪声表示方法 • 功率谱密度和积分噪声（指定带宽） • 在0~+∞的频率范围内对功率谱积分平均功率=σ2
电路中噪声的来源：电阻的热噪声电阻主要产生白噪声（一般认为电容、电感不产生噪声）Sv(f)AS,(f)= 4kTRVR4kTRor: v2=4kTRNoiselessforf≥0V?/Hzunit:Resistorf4kTNoiselessEROR12V2(unit: A° /Hz)=4kTRResistorRKFRR.dfis1/fdVRr?=VR?dVRrfARPHVR1电阻因材料不同也会产生1/f噪声KFRs/=210-21Scm2KFRpoly=10KFRSi西安交通大学Lec.#3.噪声与非线性7/43LabofMixed-SignalSystems
Lab of Mixed-Signal Systems 7 /43 Lec. #3. 噪声与非线性 电路中噪声的来源：电阻的热噪声 电阻主要产生白噪声 （一般认为电容、电感不产生噪声） 2 2 ( ) 4 or: 4 for 0 unit: V /Hz v n S f kTR V kTR f 22 2 4 4 (unit A /Hz) n n kT V kTR I R ： 电阻因材料不同也会产生1/f噪声
RC电路的积分噪声与噪声带宽2dVRSRsAVoutdvRs?+-W+1 + (f/ BW) 2CNin-dx1+×2BWBW,=BWBW2=4kTRsBWdfVRe2dvRs?=4kTRsdf1BW=2元RsCLkTdvRs?2VRSCVRSC,=1pFVRs=65μVRMS1 + (fI BW) 20RC网络谱密度由电阻决定，但均方噪声（积分噪声）只与电容有关噪声带宽=信号带宽*（元/2）西安交通大学Lec.#3.噪声与非线性8/43LabofMixed-SignalSystems
Lab of Mixed-Signal Systems 8 /43 Lec. #3. 噪声与非线性 RC电路的积分噪声与噪声带宽 RC网络谱密度由电阻决定，但均方噪声（积分噪声）只与电容有关 噪声带宽=信号带宽*(π/2)
电路中噪声的来源：二极管的噪声二极管产生白噪声和1/f噪声，正比于流过的电流ndi,?= 2qlp dfiswhitedin2q=1.610-19cdependsonlp.notonTKFdfis1/fdip?=lbApFKFp=10-21Acm2西安交通大学Lec.#3.噪声与非线性9/43LabofMixed-SignalSystems
Lab of Mixed-Signal Systems 9 /43 Lec. #3. 噪声与非线性 电路中噪声的来源：二极管的噪声 二极管产生白噪声和1/f噪声，正比于流过的电流
电路中噪声的来源：MOS的热噪声MOS管的漏极噪声电流、栅极寄生电阻热噪声RGdve?RGdVieqOWVinVoutVGSdips2VinrosVGVoutros福9mVGS9mVGS213+RG4kT(Reff)dfReffdVieqdV2=4kTRGdf9m4kTdf= 4kT gm dfHiFreq.:dijeg2=(Cgs)?dvieq2 is correlateddips?-3RcHRef.VanderZiel,PrenticeHall1954,Wiley1986跨导个→栅极等效噪声电压！跨导个→漏级噪声电流个为什么?西安交通大学Lec.#3.噪声与非线性10/43LabofMixed-SignalSystems
Lab of Mixed-Signal Systems 10 /43 Lec. #3. 噪声与非线性 电路中噪声的来源：MOS的热噪声 MOS管的漏极噪声电流、栅极寄生电阻热噪声 跨导 ↑ 漏级噪声电流 ↑ 跨导 ↑ 栅极等效噪声电压↓ 为什么？