有源放大器噪声分析

噪声来源和类型：

1. 散粒噪声（shot noise），又称为散弹噪声或颗粒噪声

             定义的是有源器件中，由于电子发射不均匀性所引发的噪声。

             特点：

             1） 与电流相关，电流为零时噪声为零；

             2） 与温度无关；

             3） 具有均匀的功率密度；

         2. 热噪声（thermal noise）

             定义的是由于热搅动导致导体内部的电荷载体达到平衡状态时的电子噪声，与温度成比例，在绝对零度处为0。

             e_{n} =\\sqrt{4*k*T*R*\\Delta f} 

             e_{n}表示RMS噪声电压，k是玻尔兹曼常数（1.38e-23 J/K），T表示开尔文温度值，R是以欧姆为单位的电阻值，Delta f是以Hz为单位的带宽。

              转化为功率计算

              P_{n_thermal}=(e_{n}/2R)^{2}*R=k*T*B

               除以2R的原因在于假设噪声源阻抗为R，噪声负载阻抗也为R，此时噪声输出功率最大。

               在25℃的条件下，就是我们熟悉的dB值：10*log(k*T0)=-174dBm/Hz。

              以上就是有源放大器需要考虑的主要两个噪声来源

              以下是放大器的噪声分析

              需要使用二端口网络Z参数和Y参数和ABCD参数的相关知识

              模型有一个无噪声的二端口网络加上外部噪声源

              

 

               Z参数网络

               V_{1} =Z_{11} *I_{1} +Z_{12} *I_{2} +V_{n1} 

               V_{2} =Z_{21} *I_{1} +Z_{22} *I_{2} +V_{n2} 

                ABCD参数网络

               

 

                端口表达式：

                V_{1}=A*V_{2}+B*(-I_{2} ) +V_{n} 

                I_{1}=C*V_{2}+D*(-I_{2} ) +I_{n}