噪声快速计算

热噪声（Johnson）、散粒噪声（Shot）、闪烁噪声（1/f）参数实时计算。

热噪声 (Johnson-Nyquist Noise)

V²n = 4kTRΔf  |  Vn = √(4kTR) [V/√Hz]
Ω
K
Hz
噪声功率谱密度 Vn-
总均方根电压 Vrms-
等效噪声电流 In-

散粒噪声 (Shot Noise)

I²n = 2qIDCΔf  |  In = √(2qIDC) [A/√Hz]
A
Hz
噪声电流谱密度 In-
总均方根电流 Irms-

闪烁噪声 (1/f Noise)

Sv(f) = Kf / (CoxWLf)  |  Vn(f) = √(Kf / (CoxWLf)) [V/√Hz]
J
F/m²
m
m
Hz
电压谱密度 Vn(f)-
转角频率 fc（热噪声等效）-
转角频率需要同时输入热噪声等效电阻 R：
Ω

开关电容 kT/C 热噪声 (Sampled Noise)

V²n = kT/C  |  Vn,rms = √(kT/C) [V]
F
K
V
均方噪声 V²n = kT/C-
均方根噪声 Vn,rms-
噪声受限 ENOB 上限-
ENOB 上限按 SNR = 6.02·N + 1.76 dB 反推，其中 SNR = 20·log10[(Vref/(2√2)) / Vn,rms]（正弦满摆幅）。

ADC 量化噪声 (Quantization Noise)

LSB = Vref/2N  |  qrms = LSB/√12  |  SQNR = 6.02N + 1.76 (+10·log10OSR) [dB]
V
bit
Hz
×
1 LSB-
量化噪声 qrms-
SQNR（含 OSR 处理增益）-
噪声带宽 fs/2-
物理常量： k = 1.38065 × 10⁻²³ J/K（玻尔兹曼）， q = 1.60218 × 10⁻¹⁹ C（元电荷）

放大器结构噪声（等效输入参考）

v²n,th = 2·(8kTγ/gm1)·(1 + Σgmi/gm1)  |  v²n,1/f(f) = (2/f)·[KFn/(CoxW1L1) + Σ(gmi/gm1)²·KF/(CoxWiLi)]

放大器结构

公共参数

K
fF/µm²
V²·F
V²·F
Hz
Hz

器件参数（gm = 2ID/Vov 自动换算）

µA
mV
µm
µm
µA
mV
µm
µm

噪声性能

热噪声谱密度 vn,th-
1/f 拐角频率 fc-
带宽积分噪声 Vrms-
等效输入噪声谱密度（nV/√Hz，log-log；虚线：热噪声平台与 1/f 分量）

模型假设（一阶等效输入模型）：

  • 差分两管噪声功率叠加（×2）；负载/折叠管按 (gm/gm1)² 折算到输入。
  • cascode 管噪声贡献忽略（源极简并近似；折叠式中对应 M5/M6）；失配、版图寄生与栅电阻噪声不计。
  • 套筒式与五管 OTA 噪声形式相同（负载均为 PMOS 电流源管）。
  • 积分噪声 Vrms = √( v²n,th·(fH−fL) + A1/f·ln(fH/fL) )。