CMOS器件内部不可忽视的闪烁噪声

当器件内部，载流子在不连续的材料上移动时，会随机的遭遇到捕获和释放，进而产生闪烁噪声。

比如，MOS管中栅极的氧化层与硅介质层之间，就存在不连续性。

在CMOS工艺中，闪烁噪声取决于接触面的纯度，如果从一种CMOS工艺换到另一种CMOS工艺时，闪烁噪声的值可能会大不相同。

在饱和区时，闪烁噪声可以用与栅极级联的电压源来表示，粗略地可以表示为：

从上面的式子中，可以了解到，薄的氧化层(Cox大)，或者大的WL值，闪烁噪声会相对较低。所以，在低噪声设计中，经常会看到大面积管子的设计。

而且，闪烁噪声的谱密度与频率呈反比。如下图所示：

由于硅中的载流子寿命大约为几十微秒（相对较长），因此产生的电流波动集中在较低频率，因为这个原因，闪烁噪声又被称为1/f 噪声。

为了量化给定器件的1/f噪声与热噪声之间的关系，可以把这两种噪声谱密度，放在同一坐标轴下，如下图所示。

1/f噪声 “拐角频率“，是一个分界点，左侧是闪烁噪声占主要地位，右侧是热噪声占主要地位。

所以，如果所关注的频率比较高的时候，就可以不用考虑闪烁噪声的影响。

但是，闪烁噪声，在某些应用情况下，确实会造成很大的困扰。

比如说，当采用零中频接收架构，且信道带宽比较窄的时候。

当然，闪烁噪声的影响，也不只是针对零中频接收架构，所有的中频为零中频的接收机，都会受到闪烁噪声的影响。比如说，采用的是二次变频的超外差接收机，在第二中频时，采用的是零中频，那么闪烁噪声也会是个困扰。

举个例子。

假设有一个零中频接收机，处理的是信道带宽为200KHz的信号，如GSM信号。

而接收机的基带闪烁噪声拐角频率为200KHz。如下图所示。

可以看到，当信道带宽很窄的时候，闪烁噪声会对有用信号的信噪比产生比较大的影响。

所以，有时候，为了规避闪烁噪声的影响，可能会去选择低中频接收机架构。

审核编辑：刘清