第三代电流传输器的电路设计步骤

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电流传输器和单增益放大器被模拟设计人员大量使用，特别是在信号处理应用和有源网络结合方面。电流传输器是继运算放大器之后出现的一种功能强大的标准部件，将其与其他电子元器件组合起来可以十分简便地构成各种特定的电路结构。
    由于第三代电流传输器是一种电流模式电路，在精度、带宽和转换速率等方面均优于传统电压型运算放大器（VOA）。CCIII由此应用于实现多种多功能滤波器及电感模拟和全通部件方面。CCIII采用基本电流镜，由于基本电流镜的线性度有限且输出阻抗较低，使得DC和AC性能偏低。优点是低增益误差，高线性度和较宽的频率响应，而且Z端口的输出阻抗较高。
    本文在原有CCIII电路的基础上，改进电流镜结构，应用共源共栅电流镜和改进共源共栅电路组成的电流镜，后一种电流镜具有较大的输出阻抗和良好的线性，基于这两种电流镜结构提出了一种新型的CCIII双输出CMOS实现电路，仿真结果显示该电路具有良好的线性，Z端口有很高的输出阻抗和较好的输入输出电流增益。以下是第三代电流传输器的电路设计步骤：
    1 第三代电流传输器基本电路
    理想双输出第三代电流传输器CCIII基本电路的输出阻抗是一个有限值，取决于输出级MOS管的输出电阻。CCIII的基本结构模型在10 MHz频率范围内虽然拥有很好的电压和电流跟随特性，但作为电流模式电路，其Z端口的输出阻抗偏低，只有几千欧，实际应用中需要外接高阻值电阻完成电流到电压的转换。这种现象可以通过改变CCIII电路结构提高输出电阻的方法加以改善。
    2 高输出阻抗电流镜
    共源共栅电流镜进入三极管区域之前需要较大的输入电压（VGS1+VGS3），两端的最小允许电压与共源共栅电流镜两端的最小允许电压相近，比其小一个MOS管的开启电压。其他两个共源共栅电路需用较低的电源电压 ，其中输入电压等同于单晶体管的栅源电压。电路的输入电压摆幅都很大，类似于最简单的双晶体管电流镜。
    3 基于改进共源共栅电流镜的CCIII
    进一步提高电路的性能，在基于基本电流镜的CCIII电路的基础上提出了基于共源共栅电流镜和改进共源共栅电流镜的CCIII电路。传输器电路的电流镜传输信号只沿一个方向，传输器也没有内部频率补偿电容，故电路中的电容比普通传输器电路的电容小得多。
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