i
C
试对下图典型的电荷灵敏前置放大器电路在输入冲击电流
Rf
Cf A1V o(t)
i(t)
∴()f f t R C O f
Q V t e C -=
(2) R f C f =109×10-12=10-3(S)
2.4 一个低噪声场效应管放大器,输入等效电容C i =10pF ,输入电阻R i =1M Ω,栅极电流I G =0.1μA ,跨导g m =1mA/V ,C gs <<C c ,放大器频带Δf=10MHz ,T=290K ,1/f 噪声可忽略,求输入端等效噪声。
输入电阻热噪声:
24Ri kT di df Ri
= Ig 噪声:22g I g di eI df
= 沟道热噪声:283T m
kT dV df g = ∴()222
22i g n Ri I i T di di di C dV ω=++
()24823g i m
kT kT df eI df C df Ri g ω=++
2.6 分析快电荷灵敏前置放大器,
(1) 画出简化框图
(2) 分别计算电荷和能量变换增益;
(ω=3.6ev/电子空穴对,e=1.6×10-19库仑)
(3) 估算电路的开环增益 (g m =5mA/V , A 3=0.98)
(4) 估算该前放的上升时间 (C a =5pF, C i =5pF )
(2)A CQ =1/Cf=1×1012 V/C
A CE =e/(C f ω)=44.4 mv/Mev
(3)A 0=g m R 6/(1-A 3)=750
(4)tr 0=2.2R a C a /(1+A 0F 0)=2.2C a (C i +C f )/g m C f =13.2 ns
2.7 讨论电荷灵敏、电压灵敏、电流灵敏三种前置放大器的特性,各适于哪方面的应用,为什么?
电流灵敏前放输出快,对输出电流信号直接放大,常用作快放大器,但相对噪声较大,主要适用于时间测量系统。
电荷灵敏前放和电压灵敏前放用于能谱测量系统,电荷灵敏前放比电压灵敏前放输出电压稳定性高,可用在能量分辨率较高的系统。