- 基于電流控制電流傳輸器的電流模式積分電路的設(shè)計和分析

為實現(xiàn)式（5）的環(huán)路內(nèi)節(jié)點電壓值和為零及IC/IS電流比的對數(shù)和為零，在維持合理的工作電流的同時，TL環(huán)路必須是成對的，那么它滿足兩個基本條件，即：TL環(huán)路內(nèi)的結(jié)點數(shù)必須是偶數(shù)個；面向順時針排列和面向逆時針方向排列的結(jié)數(shù)必須相等。設(shè)TL環(huán)路是對稱的，滿足上述兩個條件，則式（6）可以另外表示為：

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公式左右雙方分別為順時針和逆時針排列的正偏發(fā)射結(jié)的IC/IS項的乘積。由于TL環(huán)路中的發(fā)射結(jié)反向飽和電流ISK與發(fā)射區(qū)的面積成正比，因此可將ISK表示為：ISK=AKJSK,AK是第K個結(jié)的發(fā)射區(qū)面積，JSK是與幾何結(jié)構(gòu)無關(guān)的反向飽和電流密度，假設(shè)每個結(jié)JSK的是相等的，因此式（7）可以重寫為：

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在跨導(dǎo)線性環(huán)路中，發(fā)射區(qū)面積比值很重要，通常是為了實現(xiàn)某些希望的性能和結(jié)果，謹慎的設(shè)計和改變發(fā)射區(qū)面積之比。當考慮TL環(huán)路中發(fā)射區(qū)面積之比時，式（8）可以表示為：

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式（9）中λ為面積比系數(shù)。

當λ=1時，跨導(dǎo)線性原理可表示為：

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式（10）表明，在λ=1的條件下，TL環(huán)路中順時針方向集電級電流之積等于逆時針的集電極電流之積，這是跨導(dǎo)線性原理最簡潔的表達形式。
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　　1．2 CCCII的電路符號和端口特性

　　CCCII的輸入輸出端口特性可用矩陣式來表示：

　　X端為電流輸入端，Y端為電壓輸入端，輸入電流為零；與CCII相同的是X端電壓不是精確跟隨Y端輸入電壓，而是與X端寄生電阻有關(guān)。

　　矩陣中的正負號分別代表CCCII+和CCCII-，對CCCII+而言，IX=+IY，對CCCII-而言，IZ=-IX，RX為X端口的寄生電阻，受CCCII內(nèi)部的偏置電流IB控制。CCCII的電路符號和零極子表示方法如圖3所示。

　　2 共源共柵CCCII設(shè)計

　　2．1 共源共柵電流鏡

　　在電流傳輸器中，電流鏡是必不可少的電路模型。通常的來說，期望一個電流鏡能夠擁有較高的電流傳輸精度，較高的輸出電阻，較低的輸入電壓以及最小的輸出電壓。

　　圖4所示的基本電流鏡號模型，由于自身溝道長度的調(diào)制效應(yīng)，很難達到較高的電流傳輸精度及較高的輸出電阻。圖5中所示的共源共柵電流鏡則能獲得比普通電流鏡更高的電流傳輸精度和輸出電阻。

　　2．2 共源共柵電流鏡CMOS CCCII設(shè)計電路

　　圖6為基于基本電流鏡的CCCII電路，它包括了M1～M4組成的跨導(dǎo)電路，以及M5～M6，M7～M8，M10～M11，M12～M13的基本電流鏡?；倦娏麋RM5～M6，M9～M11向跨導(dǎo)電路提供偏置電流IB，由于基本電流鏡輸出阻抗低，因此偏置電流IB傳輸?shù)娇鐚?dǎo)線性電路的比例較少。輸出端Z與基本電流鏡輸出端相連，輸出阻抗較低。