从拉扎维例7.12串讲噪声重点概念-1

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对于模拟电路设计人员来说，噪声非常难以理解和设计，本帖基于拉扎维《模拟CMOS集成电路设计》第七章的一个示例7.12，为大家串讲一下噪声的几个重点概念


对于这道题目很多同学的问题通常都是基于以下三点：
（1）在计算输入参考噪声电压时，为什么不计算M2的噪声？
（2）在计算输入参考噪声电流时，为什么不计算M1的电流噪声？
（3）参考噪声电压和输入参考噪声电流是否可以叠加？何时可以叠加？是否是重复计算了电路噪声？
现逐个进行说明

请注意本例仅针对电路中所有的热噪声进行分析，电路的1/f噪声同理分析即可，在此不做说明。
注意：计算等效参考噪声电压、电流时候，输出是开路的

在只考虑热噪声引起的输入等效噪声的计算中：

（1）在计算输入参考噪声电压时，输入端Zin趋近于零，输入短路，所以不计算M2的噪声

（2）在计算输入参考噪声电流时，输入端Zin趋近无穷，输入开路，但M1和M2的电流噪声相关（流过M2的电流必然流过M1，噪声电流也不例外，M1的热噪声可采用电压输入噪声源来表示，更易看到其相关性，参见图7.43的讲解），M1噪声对输出噪声的贡献很小可以忽略，故只叠加M2和M3的噪声

（3）请注意电路热噪声是由电路内部的多个热噪声源产生的，在不牵扯频响的情况下，固定的噪声源会产生固定的输出噪声，而无论是参考输入噪声电流源还是参考输入噪声电压源都是从输出噪声等效出来的。通常在分析中，我们假设的Zin是两种极端情况，这两种极端情况下，总有一种参考输入噪声源是对电路无影响的（可适用于大部分应用电路），而当Zin的值介于中间时，参考输入电流噪声和参考输入电压噪声就是相关的，不可直接叠加，参见图7.28的证明


     另，关于为何要用M1的栅极等效输入噪声电压结合增益来分析，因为M1最本质的噪声源是热噪声，而它的热噪声即可以用噪声电流来表示也可以用栅极噪声电压来表示，转换成栅极噪声电压来分析可以看出其与M2的相关性，如果数学底子好还可以精确求导其相关系数，如果求出了相关系数就可以带上M1的噪声源进行计算了，拉扎维的书里因其贡献太小给忽略了。其实在电路设计的过程中，人脑毕竟不是电脑，计算能力有限，所以经常会忽略或近似很多东西，这也是为了抓住设计的重点。

eelovers

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