电流噪声是怎么个情况

翠湖园 2014/11/07

简单(即不带偏置电流补偿)的双极型和JFET运算放大器的电流噪声通常在偏置电流的散粒噪声(有时称为肖特基噪声)的1或2dB范围以内。在产品说明中一般不给出。散粒噪声是由于电荷载流子随机分布以电流形式通过PN结引起的电流噪声。如果流过的电流为I，那么在带宽B内的散粒噪声In可用下述公式来计算：In=2IqB，其中q为电子电荷。应当注意2Iq为噪声谱密度，即这种噪声为白噪声。从而告诉我们，简单双极型运算放大器的电流噪声谱密度在Ib=200nA时大约为250fA/Hz，而且随温度变化不大，而JFET输入运算放大器的电流噪声谱密度比较低(在Ib=50pA时为4fA/Hz)，并且温度每增加20℃其噪声谱密度加倍，因为温度每增加10℃其偏置电流加倍。带偏置电流补偿的运算放大器的实际电流噪声比根据其输入电流预测的电流噪声要大得多。理由是其净偏置电流是输入偏置电流与补偿电流源之差，而其噪声电流是从这两个噪声电流的rss和导出的。具有平衡输入的传统的电压反馈运算放大器，其同相输入与反相输入端的电流噪声总相等(但不相关)。而电流反馈或跨导运算放大器在两个输入端具有不同的输入结构，所以其电流噪声也不同。运算放大器的噪声服从高斯分布，在很宽的频带范围内具有恒定的谱密度，或“白”噪 声，但当频率降低时，谱密度以3dB/倍频程开始上升。这种低频噪声特性称作“1/f噪声”，因为这种噪声功率谱密度与频率成反比。它在对数坐标上斜率为-1(噪声电压或电流1/f频谱密度斜率为-1/2)。-3dB/倍频程谱密度直线延长线与中频带恒定谱密 度直线的交点所对应的频率称作1/f转折频率(corner frequency)，它是放大器的品质因数。早期的单片集成运算放大器的1/f在500 Hz以上转折，但当今的运算放器在20～50Hz转折是常见的。