关于 Cascode 中噪声的理解


对于 cascode 结构中的噪声,一般概念中 cascode 管的噪声贡献可以不考虑,但具体如何来理解这一结论,有时不太容易弄清楚。这里我们可以参考 Sansen 书中相关的分析,这里简单叙述一下 :

基本的cascode的结构

上图所示为基本的cascode的结构,M1为共源放大管,M2为cascode管.

考虑各管的噪声电压等效到信号输入端的输入参考噪声电压。对cascode管,这时可将其简单的近似为源跟随的结构,在其源极看到M2管噪声电压,通过折算(注意此时Vout向上为高阻抗,故M2源节点的阻抗近似ro),可得到左图所示的等效噪声电压

我们可以看到,cascode管的噪声贡献在此处被衰减了了(gmro)^2 倍, 因而在分析噪声时,一般可将其忽略

下图是另外的由噪声电流来考虑cascode管噪声贡献的分析方法

cascode管噪声贡献的分析

图中,in为cascode管的噪声电流,is为下面放大管的噪声电流,我们可以通过计算来得到总的输出噪声电压

这里可以简单考虑RL很大(认为是开路)的情况来简化计算,最后可以得到图示的输出噪声电压和噪声电流的关系,同样可见cascode管的噪声贡献衰减。

需要注意的是,从上面的衰减因子可以看到,若Rs减小(例如M1进入线性区)时,cascode管的噪声可能需要纳入考量


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