Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 122
Текст из файла (страница 122)
7.52). Для ПТ можно использовать ту же модель шума усилителя, что и для биполярного транзистора. т е. последовательно со входом соединить источник шума напряжения н паранчельно присоединить источник шума тока. Прн этом анализировать шумовые параметры можно так же. как зто делалось дтя биполярных травзисторов (см., например, рис. 7.51 в разлелс, посвященном сравнению ПТ и биполярных транзисторов) Шум напряжения ПТ с р и-переходом. Для ПТ с р и-переходом шум напряжения есть, в супшости, тепловой шум с« противления канала. который приближен. но описывается формулой ес .= 4)сТ((2:З)(Гд )З В','Гц., абк Г'аааа ! Праиизи»заема схемы и м иашумииви аииаратура 469 ГГ Я ! Е' -=' !Г! ';. ''сяс!Ои з, Со где величина.
обратная крутизне, играет роль сопротивления в форм.:.ле теплового шума. Так как крутизна расзет вмесш с током стока Гкак ~1,!. лля снижения шума напряжения имеет смысл, чтобы ПТ работали с большим током стока Однако. поскольку а прелсзавляет собой тепловой и!ум, пропорциональный 1,„сд а крутизна, в свою очередь, пропорциональна ~1с, то с,, в конечном счете пропорциональна 1,-''. При столь слабой зависимости с от 1, не следует сильно увеличивать ток стока, так как это ухудшит другие параметры усилителя. В частности, ПТ, работая прн большом !оке, нагревается, что (а) уменьшае! д„, (б) увеличивает дрейф напряжения сдвига и КОСС и (в) драматическим образом увеличивает сок утечки затвора. послелиии эффект фактически может роедииита шум напряжения за счет некоторого вклада в е„, фликкер-шума. связанного с током утечки затвора.
Сушествует другой путь для увеличения д, а тем самым для уменьшения шума напряжения ПТ с р.-и-переходом: включив параллельно два ПТ. мы будем име! ь вдвое большую д„, при этом, конечно. удваивается и 1»-. Олнако теперь. если мы сохраним предыдушее значение 1с то при ш.ом мы все же получим увеличение д в 7 2 раз. На практике мы можем просто включить в парадис.!ь несколько соглс! сованных П 1' с р .
л-переходом либо обратиться к ПТ с усложненной геометрией, таким как упомянз!ые выше 25172 и 2БК 147 При эзом, оливка. приходится плати! ь Все емкости соединяемых пара Глельвс Г1Т складываются„в результате чего иы- сокочастотньГ» харакге1зистихи (вальт"зая коэффициен!' шума! ухудшаю!ся Ни практике подксзючение дополнительньы транзисторов йеобходим» прекратит!.. как пюько входная емкое»ь»хомы сравняется с емкосг!,ю исгочииха.
Если оас волную! хараксеристикн на высоких час тошх, выбирай»е 1Л с большон с,„и ма-"за! сзс .. можно рассматриватГ, отношени~ д Сз! как меру качестве на высоких час. Готах. С !елует отме сить, чп важи»ю роль может играть также конфигура! „'.', схемы: например. чтобы исключ!с!а фект Миллера !умножение за сче! ко ф "' фициента усиления) относительно О!':.' можно примснизь каскодную схему МОП-транзисторы обычно имеют в .. м ого бо с значения шума напряйе ния, чем ПТ с р и-переходом. причейд преобладает шум 1У.
так как спад,'1!с ° е" лежит у них в диапазоне лостаточнсз ой(.. солих частот: от 10 до 100 к1'ц. По эпя,:.1 причине МОП-транзисторы обычно не.~-",~; пользуют в малошумяших усилителях,з)Х„'.„ частотах. меньших 1 МГц. Шум тока ПТ с р — в переходом. На нц()..т ких частотах шум тока Гм крайне мак ~~. возникает из дробового шума тока утех)мьчсс затвора (рис. 7.53): !', =-(3„2 ГВ "1 пв)" А Кроме того. в некоторых ПТ присутс$~~,' ет компонента фликкер-шума Шум.г растет с ростом температуры. как((с~й утечки затвора.
Обратите внимание быстрый рост утечки затвора у и-к ного ПТ с р-и-переходом, при боль значениях 1),з (см разд 3.09) На средних и высоких частотах есть ' ' одна компонента шума. а именно д вительная часть входного полного со гивления со стороны затвора Эта с лающая обусловлена действием емк обратной связи (эффектом Ми;!лера) ''„ сдвиге фазы на выходе. порожлеиноыу .:Ф-:, с!язв)ту ' а!(1)„, ада:~~ ..;зйдзб' Ри» 'Ы 3 м»им .и ам и сс »и»! ° "' зимам»» кази!с >агам!» с ц» ! О ! нагрузки, инесе !оворя, часть вь. ", о си!нала. савин», !ая ги фип иа ":рохоля через еми»и:ть обратной свя -.'- .
созда»:! эф!)и:к!ивн и сопросивле)'ф сзС»,1(,)с(оз'д,„С, С,,Р4!) Ом виера р-канальньзи ПТ с р и-исрсхс бимсе! ток шума 0.005 пА Гп яжение шума:„, 12 нВ Гц' ' зо 'при 1, „, и н: час ото 10 кГц я)!Гсума начинае! ползти вверх при около 50 кГц. Эти значения при ' 100 раз лучше по .'„и в 5 раз хуисе .,' чем соо светствуюшис значения йного ранее 2)450()7 ошью ПТ можпо получить хоро ' мовы! параметрь! в лимы.»оно , ° сопри !ив!шипя от 1О кОм и! Про лзс»н.;иге.'~!, фирмь! РАК -' 1674месзт ко.зффициент ш» ма 1 лБ ',':при п!' ином солротивлении ис.ат'5 кОм ло 10 МОм в диапазоне 1 ло 1О к1ц.
З!от про:Гуси.!и умеренных ч;ютозах имеез и е шумов 4 нВ»Гц"! и тоь ш»мов *'~."ц ' ! ' р малошумяших ' ров ииа о! ! Гашиш» ю! яриь а':ары лз- и и,! з ! ! ! их»о!но! о пп»м ! ия имскп н,»ит! цпие ш)мовы!. ' ' ! при ма!зыт значениях»опр»: ,И ис! »чиика. Ш,м и!»!!ряжения с, ,йетса пз!см выб»зро »ралзис!ор! Объемпси»! с»и!Ги * ! пииснисм б»с»ь! . а расб» ть.
с боэыцим !о., зм '""ра спою! )з,, з м таезся б. !»,»»:им! их сш!0»пяилсияя!. зи''*и!"!иис 'ения Гока коз !ектора ,. Азиз-Гис и сопр »тивисиии и» с» "и*'и" м выбор, м ии !яе: си 111 Е! яж»изи' м»>же! б! »! !. ! м»иы!и и -м»".;,!».!оь! Ги, тако!о зюзч» ,дя ар!инин,! бзсзе! иаиГзсип,!!!еиб '»на'Гсипыс " ! я Гыбо ! ы о ма '!»! у гройс ! иах, ими!о! ! >ольшо.
,е .'. см риз!! .! 04!. ч о о1сиплзи !Г ',0з !дз !с! Го!, аолиеко!ори, иия 1!! зб !»! !О! ЯГз 1000Г 1 к 1,мкЛ означает большую входную емкость. Например. у малошумяшего 2)к)6483 емкость С' „= 20 пФ, а у слаботочного ПТ 2)515902 емкость С„„= 2 пФ. На рис. 7.54 н 7.55 показаны сравнительные шумовые характеристики некоторых распространенных и широко используемых транзисторов 7.17.
Шум диффереицвальвых усилителей и усилителей с обратной евшью 10 2 ) 2йз954-8, 2М5198-9.,2й 5452-4, 295845 *1=;; . 2й5545и1 12й5902-9 ' 100 ГК !8 кГ;1 уй5515.724, 2й5488-а 1919 2й5515-24. 2й5485-5 й КГк 1мзм 10 258 342 25772 скГн Првцизноннмс схЕмы н мавопумяпая мтарвтура 421 102 МОГммракхнспср 1 мА 2йззм -5. Гй519 ГАК5004 нрвлус) 2й5452-4,.'"';, 2й5484-9' '" св к 10 ' шу йл пх Заплати,1Ч 0 0,О Гк )0-н) с Ц514 Гк Малошумяшне' усилители часто лелают дифференциальными, чтобы получить обычные преимушества в виде малого дрейфа и хорошего подавления синфазных сигналов. Когда подсчитываются шумовые характеристики дифференциального усилителя„надо помнить.
а) следует УбЕДИтЬСЯ. ЧтО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ Е Н 1а, ИЗ паспорт» изготовителя берется о'сдельный ток коллектора, а не их сумма; б) 1„„ приходящийся на каждый входной зажим, тот же, что и для одновходового усилителя; в) е., приходяуцееся Гю один вход при заземленном другом, будет на 3 лБ Гт.е. в Г2 раз) больше, чем в случае отдельного транзистора. В усилителях с обратной связью мы хотим найти эквивалентные источника шума е и 2 независимо о торо, есть ли цепь обратной связи, чтобы вх можно было использовать, как и раньше, прн подсчете шумовых характеристик с заданным источником сигнала.
Обозначим шу мы схемы с обратной связью через °, н 2 как пумы Гти,пюивя Тот.1а шум. вносимый ускпгтелем в сигнал прк сопротив- ЛЕККН КетОП1ИКа бм бУЛЕГ р' = рк 1. (Я 1,) В' ) л. Рассмотрим отдельно два вила обратвок связи Неинвертврузоцуив усилитель. Для нсинвергирууощга г усилителя )рис 7.56) кс. точникн пхума на вхоле буду1.
4йтй, 1 ( 74,:)2 Где е - это «полныйв шум напряжения 295902-9 2М5902-9 100 мм 2й5911-2 '. мя М01-кра~ З Гйц94 18 1МА, 2й5452-54 1мА (0нннвкрнмй1 2 5 К 141'., 205485 5,2й5515-24 1мр 25778,,', 2й5054-8 2й5452 *, 2й5515 24 П НС- ' 2й5554-71МА ' 4-.'~" ) 2й5902-9 СМКА 2И5902Х1 50 МКР ''" «9 19-н 1 ска 1...* амнснмссси вхслнсп нысряжввя" вльной схемы, т.е. на 3 дБ , чем лля олиночного транзис' фвскада. Доуюпиительный вклад "'Ют тепловой шум и шум тока ',ГАВсвада в резисторах обратной етнм, что теперь эффективные ':,:~Мума напряжения и шума тока , ');Виеолютно не коррелнрованны. тельно„сложение их квадратов гн к ошибке Гне более чем орителя Вх = О, поэтому экви','нсточники шума будут такими ;,:ждсельно взятого днфференциеля.
усилитель. Для ннвер :о"усилителя 1ркс. 7.57) источнншума будут следующие 774сх, ,"Ж2211,', 1 407 Вх) = '"'Лак'2 , )Зля выбора ОУ. Сейчас вы уже "м))сем необходимым аппаратом в входных цепей ОУ ))х шум :-,В ВИДЕ Гм Н Сс ДЛЯ бНЦОЛЯРНЪГХ „, вых транзисторов Вам ве кало вуывать„гсадо Готькс кх прл- 1 со 200 10В 104 и Часгота,1в 20 Соо Свк 104 Частота,рв Рж- '8 Вк в у ° и ассар нснулярных ау с х ввснмссль вхслнсвс навряжсвнв пума с„с~ кмтсхы 5-аавнснмскхи вхнпхскс сака н'ума с, с.
вильно использовать Вообшс Говоря паспортньуе данные иногда несколько пикантны Капример, импульскыи шум 1 "рорсогп лойе*') ' определяется как скачки слвнга в случайные моменты случайной длительности Этот термин в прилил. Шум в*. ваппнкся нрн г вжкрнмкнн~ кскур;кнык -срсн .Прим н"ам 472 Глава 7 Прелнзнонные схемы н маношумяшвя аппаратура 473 е7 н ~Е ям сд :и а:и ю и ~сс н чр яз пк 1»к верхи»к хнсннсе ГЧ Рис 7 79 72хнркиснис широкснннсосного их»ми нс когорых ноонырных Оу ном обществе употреблять не принято На рис. 7.58 изображены. шумовые харак теристики нескольких, популярных ОУ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
