两种方法分析gain boost结构噪声结果完全不一样，求教

suifengpiaoyang

如下图所示，是gain boost结构简图，如果只考虑运放的噪声Vn，求解输入等效噪声。


方法1：考虑Vn完全跟随到X点，X点通过M1的小信号电阻ro1产生小信号电流Vn/ro1,于是，输入等效噪声为Vin=Vn/(gm1*ro1)

方法2：考虑Vn完全跟随到X点，造成X点相对静态平衡点偏差了Vn，如果用Vin来修正改点电压偏差，需要的输入电压为Vin=Vn/(gm1*Rx). 其中Rx表示X点的电阻，由于运放的作用，Rx电阻会非常小，粗略估为1/(gm2*A1),这从直观上看也很显然，即X点的电位基本保持不变。
将Rx代入前面所得公式，那么Vin=Vn/(gm1*Rx)=(gm2*A1*Vn)/gm1


很显然，方法1的结果认为Vn等效到输入端是变小了，方法2的结果是变大了，而且变大了很多！

求教，哪里出问题了呢？

hahayesgo

回复 1# suifengpiaoyang


  方法二，X点的电阻计算有误吧

suifengpiaoyang

回复 2# hahayesgo


   我是这样算的，你看下问题出在哪里，假设X点一个电压变化V，那么运放输出电压变化-A1*V,于是M2的栅源电压变化为-(A1+1)*V.
这一电压变化对应于小信号电流gm2*（A1+1)*V,约等于gm2*A1*V，所以小信号电阻是1/gm2*A1

liuqilong8819

哈哈，题主想明白了吗？

totowo

由于运放的存在，X点就像是恒压源，怎么可能是高阻呢，楼主推导是对的。

回复  suifengpiaoyang


   我觉得Rx应该是对地电阻Rx=r01||1/gm2*A1,还是近似等于r01
hahayesgo 发表于 2015-9-17 18:49

                               
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totowo

方法2的问题在于，你的目的不应该是修正Vx保持Vx不变，而是要保证输出的noise不变。如果你保持Vx不变，运放正端的Vn不就直接被放大出去传了吗

如下图所示，是gain boost结构简图，如果只考虑运放的噪声Vn，求解输入等效噪声。
方法1：考虑Vn完全跟随到X点，X点通过M1的小信号电阻ro1产生小信号电流Vn/ro1,于是，输入等效噪声为Vin=Vn/(gm1*ro1)
方法2：考虑Vn完全跟随到X点，造成X点相对静态平衡点偏差了Vn，如果用Vin来修正改点电压偏差，需要的输入电压为Vin=Vn/(gm1*Rx). 其中Rx表示X点的电阻，由于运放的作用，Rx电阻会非常小，粗略估为1/(gm2*A1),这从直观上看也很显然，即X点的电位基本保持不变。
将Rx代入前面所得公式，那么Vin=Vn/(gm1*Rx)=(gm2*A1*Vn)/gm1

很显然，方法1的结果认为Vn等效到输入端是变小了，方法2的结果是变大了，而且变大了很多！
求教，哪里出问题了呢？
suifengpiaoyang 发表于 2015-9-17 16:25

                               
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suifengpiaoyang

回复 7# totowo


  目的不是Vx, 原来如此!!多谢！
不过能否再解释下，“如果保持Vx不变，Vn就放大出去了”这句。虽然我感觉理解到了一丢丢，但是还是你来说下更好

moszheng

我感觉也是方法二中X点小信号电阻算错了。
既然在方法一中承认X点存在M1小信号电阻ro1，那怎么在方法二中又否定了呢？

suifengpiaoyang

回复 9# moszheng


   应该说考虑的方法不一样，  方法1中是以Vn到Iout的跨导来考虑的，其实本质也是认为gain boost结构使得跟随器的输出阻抗很小（这等同于方法2中得到的输出的阻抗，所以阻抗这点并不矛盾），进而可以使得Vx近似为Vn，

  方法2中,待解决

hahayesgo

回复 6# totowo
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