圖列出4個(gè)選擇源電路。圖(a)的共源共柵電流鏡在M4進(jìn)入三極管區(qū)域之前需要較大的輸入電壓(VGS1+VGS3),圖(b)的威爾遜電流鏡[6]兩端的最小允許電壓與共源共柵電流鏡兩端的最小允許電壓相近,比其小一個(gè)MOS管的開啟電壓。其他兩個(gè)共源共柵電路需用較低的電源電壓 ,其中輸入電壓等同于單晶體管(M1)的柵源電壓。使用圖(a)電路的弊端是它可能在晶體管進(jìn)入三極管區(qū)域之前降低輸出信號(hào)幅度的最大值,而圖(b)威爾遜電路的缺點(diǎn)是它的輸出電阻約為共源共柵電流鏡的一半。由于這個(gè)原因,共源共柵電流鏡一般比威爾遜電流鏡更受歡迎。
圖(c)的校準(zhǔn)共源共柵電流鏡和圖(d)的改進(jìn)共源共柵電流鏡很容易調(diào)節(jié)。電路的輸入電壓擺幅都很大,類似于最簡(jiǎn)單的雙晶體管電流鏡。圖(c)中,M2的漏源電壓VDS2基本保持不變,這是因?yàn)閂GS3基本上保持不變。由于VGS1=VDS1,VDS1隨Iin的增加而增加,反之亦然。由于VDS2不變,無法忽略的溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)使得Iout的變化小于Iin,故Iout/Iin的比率是Iin的單調(diào)遞減函數(shù)。
在圖(d)中,M3和M4之間的柵電壓基本上保持不變是因?yàn)榉(wěn)定電流Io驅(qū)動(dòng)VGS2時(shí)保持穩(wěn)定。當(dāng)M4的寬長(zhǎng)比比M3的寬長(zhǎng)比大得多時(shí),VGS4的變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于VGS3的變化,而此時(shí)M3的耗盡層電壓隨M1的耗盡層電壓的變化而變化。因此,該圖中Iout/Iin的比率基本保持不變,即Iout變量接近Iin變量的各種值。為此,圖(d)改進(jìn)共源共柵電流鏡中的電流傳遞函數(shù)比圖(c)校準(zhǔn)共源共柵電流鏡中的電流傳遞函數(shù)更線性化。
理想雙輸出第三代電流傳輸器的電路符號(hào)如圖1所示,式(1)為其理想端口特性矩陣。矩陣中的正號(hào)表示電流流進(jìn)Z端,負(fù)號(hào)表示電流流出Z端口,用此來區(qū)分CCIII+和CCIII-。
由圖1和式(1)可以看出,CCIII是一個(gè)四端口器件,端口X、Y均為電流輸入端,且電流方向相反。X端口的電壓跟隨Y端口電壓,Z+端口和Z-端口的電流均跟隨X端口的電流。