电流传送器及其应用研究毕业论文.doc

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1、毕业设计（论文）题目电流传送器及其应用研究作者学院专业学号指导教师二 年 月 日湖 南 科 技 大 学潇湘学院毕业设计（论文）任务书 潇湘学院 院 信息与电气工程 系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年 月 日学生姓名: 学号: 0954030110 专业: 电子信息工程 1 设计（论文）题目及专题： 电流传送器及其应用研究 2 学生设计（论文）时间：自 2013 年 2月 20 日开始至 2013 年 6 月 1 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：1 李亨.电流控制传送器及其研究D.湖南:湖南大学.2006. 2 秦世才.现代模拟集成电子学J.北京:科学出版社.2003,1-14

2、 3 席燕辉.电流传送器及其滤波器原理与应用D.湖南:湖南师范大学.2005. 4 李海鸥.低电压低功耗CMOS电流传送器及其应用研究D.湖南:湖南大学.2008. 4 设计（论文）应完成的主要内容： 集成电路的基本介绍以及发展前景 电流传送器的基础理论概括 电流传送器的应用与实现 展望及其它。 5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：1 毕业设计以论文形式提交 2 一律用WORD排版 3 图纸符合工程制图规范 4 严格按湖南科技大学本科毕业设计（论文）的格式要求 6 发题时间： 2013 年 3 月 18 日指导教师： （签名）学 生： （签名）湖 南 科 技 大 学潇湘学

3、院毕业设计（论文）指导人评语指导人： （签名）年 月 日 指导人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学潇湘学院毕业设计（论文）评阅人评语评阅人： （签名）年 月 日 评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学潇湘学院毕业设计（论文）答辩记录日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：答辩委员会主任： （签名）委员： （签名）（签名）（签名）（签名） 答辩成绩： 总评成绩： 摘 要本文介绍并分析了电流传送器的基本镜像电流源以及电压跟随器模块电路。根据现代集成

4、电路的技术，本文将分析有源电阻和电流镜的实现办法，并且对MOS晶体管的工作基本原理进行了全面的描述，然后设计出的对应的电压传送器是利用了MOS晶体管的晶体管亚阈值特性，将依据COMS技术推出一种电流控制传送器。完成了对电压跟随器的设计是基于混合跨导线性回路，引入了跨导线性原理。了解了BICOMS技术的基础上，在经过对比和分析的前提下，得出了BICOMS镜像电流源的优点，根据于此，完成了对电流控制传送器的设计。本文系统总结和提出了以电流控制传送器为积木部件设计运算器件、有源器件、滤波器和振荡器等等的一些方法，所设计出来的电路不仅易于集成，并且具有输出可调的特点。最后本文详细阐述了高阶电流模式滤波

5、器的系统方法，介绍了等效电路替代法和多环反馈法，列出了设计的具体步骤。而且提出了多项式线性组合法，运用该方法不但能组装出所要求的高阶电流滤波器，而且能在不改变物理结构的情况下，根据电流控制传送器的特性，调整其偏置电流，成功地实现了滤波器输出特性的改变。关键词：电流传送器；电流传送器; 模拟集成电路; 无源高阶滤波器ABSTRACTThis paper introduces and analyses the basic current mirror current conveyor and a voltage follower circuit. According to the modern i

6、ntegrated circuit technology, this paper will analyze the realization method of active resistance and current mirror, and the basic principle of MOS transistor is fully described, then the corresponding voltage transmitter design is the use of the subthreshold characteristics of transistor MOS trans

7、istor, will be based on the COMS technology introduced a current controlled conveyor. Completed the design of voltage follower is mixed tranlinear loop based on translinear principle, is introduced. Understanding on the basis of BICOMS technology, through the comparison and analysis of the premise,

8、the advantages of the BICOMS mirror current source, according to this, the completion of the design of current controlled conveyors.This paper summarizes and puts forward some methods of using current controlled conveyors building blocks of design computing devices, active devices, filter and oscill

9、ator circuit and so on, which are designed not only easy to integration, and has the characteristics of adjustable output. Finally, this paper describes in detail the system method of high order current mode filter, introduces the equivalent substitution method and multiple feedback, lists the step

10、of design. And put forward the polynomial linear combination method, using this method not only can assemble the high order current filter required, but can not change the physical structure, according to the characteristics of current controlled conveyors, adjusting the bias current, has successful

11、ly realized the output characteristic of filter change.Keywords: current controlled conveyor; translinear loop; current conveyor; analog integrated circuit; current mode: active power filter:目 录第一章 绪 论11.1引 言1 1.1.1集成电路应用领域的方向1 1.2.2集成电路的发展现状与前景11.2电流传送器研究的意义以及目前研究状况2 1.2.1电流传送器研究的意义2 1.2.2电流传送器目前的研

12、究现状3 1.2.3本文内容安排3第二章 电流传送器电路的介绍42.1引 言42.2电流传送器的介绍4 2.2.1第一代电流传送器(CCI)4 2.2.2 第二代电流传送器（CCII）6 2.2.3 第三代电流传送器（CCIII）10第三章 电流传送器的实现123.1 CCl的实现123.2 CCII的实现14第四章 模拟电感164.1 基于AD844模拟电感的实现电路16 4.1.1接地电感的实现与模拟16 4.1.2 浮地电感的实现与模拟184.2 常用模拟电感电路的分析22第五章 基于电流传送器滤波器的设计265.1滤波器的基础知识265.2高阶滤波器的实现方法265.3 CCII滤波器

13、设计方法275.4设计滤波器需考虑的因数29 5.4.1 n阶梯形滤波器的设计30 5.4.2 举例说明CCII五阶梯形滤波器315.5 本章小结34 参考文献.35致 谢.36第一章 绪 论1.1引 言1.1.1集成电路应用领域的方向在现代社会,信息这个两个字高度概括了这个社会的现代化的特点,在如今现代化，信息化程度，快速上升的过程中,集成电路(IC)芯片不可代替的作用也越来越明显。从家用电器到B超、雷达、互联网和人造卫星等,芯片都被广泛应用,其应用几乎无处不在。1.2.2集成电路的发展现状与前景在1959年设计出来的第一个集成电路只有4个晶体管,而现在,一个集成电路芯片上不仅集成了成万上亿

14、个晶体管,而且有着十分强大的功能,是现代高科技的结晶。集成电路技术经历了小规模阶段、中规模阶段、大规模阶段、超大规模阶段,目前己进入特大规模阶段。集成电路产业将会是全世界经济的十分重要支柱产业。目前, 2010年中国集成电路市场实现了销售额7349.5亿元，并且以增速29.5%增长。根据统计数据，中国集成电路进口额达1569.9亿美元，同比增速31.0%，出口方面，中国集成电路2010年出口额为292.5亿美元，同比增速25.5%。集成电路，也被称为IC，模拟集成电路，数字集成电路和数字/模拟混合集成电路三个集成的电路的类别可以划分成不同的，根据其功能，结构。模拟集成电路，也被称为一个线性电路

15、，用于产生，放大和处理各种模拟信号（指的振幅随时间变化的信号，例如手机的音频信号，录香机的卡碟信号等），其输入和输出信号转换为成比例的关系。集成电路用来放大与处理的各种数字信号（指在时间和幅度上的离散值的信号。例如，3G移动电话，数码相机，计算机的CPU，数字电视一些图像和音频信号的控制与调试）。集成电路产业是集成电路产业链市场销售的一般描述，其中不仅包括集成电路市场，包括IP核心市场，在EDA市场，包装和测试市场，甚至延伸到设备，材料市场。国有的最先进的集成电路微处理器或多核处理器核心，可以控制电脑到手机到数字微波。存储器和ASIC其他IC的家庭是非常重要的现代信息社会的例子。虽然设计和开发

16、一个复杂的集成电路成本都非常高，但通常以百万计的产品分发到每个IC成本最小化。高性能IC，短路径，因为体积小，低功耗逻辑电路，开关速度快，应用程序。多年来，在集成电路不断发展，以更小的尺寸，从而使每个芯片可以被封装的电路。这增加的每单位面积的容量，可以降低成本并提高功能 - 看到摩尔定律，集成电路中的晶体管数量每两年翻一番。总之，作为维度满分，几乎所有的指标，以改善-单位成本和开关式电源消耗降低，以提高速度。越来越多的设计人员的手中，从而使电路芯片的电子电路的发展趋向于小型化和高速化。已越来越多的应用到简单的数字逻辑集成电路的复杂的模拟电路。仅有半世纪后，它的发展，集成电路变得无处不在，电脑，

17、手机和其他数码电器成为现代社会结构中不可或缺的一部分。这是因为现代计算，通信，制造和运输系统，包括因特网，都依赖于集成电路的存在下。学者认为，集成电路数字化革命是人类历史上最重要的事件。1.2电流传送器研究的意义以及目前研究状况1.2.1电流传送器研究的意义1968年,加拿大学者K.C.Smith和A.Sedra提出了一种全新的模拟基本器件一一电流传送器(CurlentConveyer,简称CC)。在之前，人们默认于运用电压而不是电流作为信号的变量，并且决定电子电路的功能是依据处理电压信号来判断的，尤其是在模拟电子电路之中尤为突出，所以在模拟电子电路设计中电压模式设计方法依旧占据的主导地位。在

18、第一片商业用途的电压模式集成运算变压器于1965年发明历来，就更加确立了以电压模式运算变压器为基础的标准元件的模拟网络电路在模拟信号处理中的主导地位。在电流模式电路的发展近几十年来在当前接口电路（A/D，D/A转换器）和数字电路（逻辑门，触发器，存储器），以及在模拟电路领域也有部分研究成果，在电压模式电路的相对比下，电流模式标准集成组件也可分为两类，一是模拟信号处理电路通过采样的离散时间，另一个是连续时间的模拟信号处理电路。主动态电流镜和一个开关电路的电流的离散时间模拟电路模型，在严格意义上的一些设备可以概括的电流/电压模混合电路，这是电流模式的主要部分，把它们转化为电流模式电路由于其当前的性

19、能起着重要作用，例如电流传输器，电流反馈运算放大器和跨导放大器等。而在这其中的电流模式电路使用，这是最常见的，最强大的标准模块的功能是电流传输器，它与其他电子元件组合成各种特殊要求的电路结构，它可以实现多个模拟信号处理。而其他类型包括静态电流镜，跨导线性电路，电流传输器，电流反馈运算放大器（放大器），跨导放大器，和上面讲了部分组件，由于它的特殊性，将它们分类在电流模式电路。根据电流传输器的特殊性，它有两种输入端，一种是电压输入端，另一种是电流输入端，因此它能够时间两种模式的电路，一种是电压模式电路，另一种是电流模式电路。不管在大小信号变化的特殊情况下，电流传送器也能比相对应的运算放大器实现更大

20、带宽下更高的电压增益，所以依据这种特殊性，电流传送器能够在不久的将来替代运算放大器成为最重要的电路设计元件，部分科学家已经发出这样的预言。CMOS工艺因为它拥有许多优良的特点，使其一步步成为最为普遍使用的集成电路设计工艺，比如其输入阻抗高、集成度高、占有芯片面积小、良好的抗辐射效果和较低的功耗都让其它工艺望其项背。尽管只拥有着几十年历史的电流传送器，但是它优良的特性正逐步引起世界各个领域的广泛重视与研究。1.2.2电流传送器目前的研究现状近年来，随着巨大的潜在优势逐渐发现电流信号变量和信号处理电路，提高了电流模式电路的电子电路的新发展。人们发现，电流模式电路可以解决电压模式电路的问题。获得更好

21、的性能，更快，更好的带宽，动态范围。研究表明，在高频率，高速信号处理，电流模式电路的设计方法来代替传统的电压模式，电流模式电路的设计方法，将使模拟集成电路的现代设计中的应用推进到一个新的高度。目前，CMOS技术设计的电流输送机的应用已经吸引了更多的研究者的重视，已经有很多的电流传送器的优越的性能，应用于设计滤波器，振荡器，测量仪器等。虽然电流传输器只有几十年的历史，但它已经吸引了越来越多的关注，我相信会有更多更好的电流模式电路，对近期的表现。随着超大规模集成电路理论的迅速发展，对连续时间滤波器的模拟电流模式信号处理电路公认的理论高度研究。主要原因是电流模式电路具有速度快的优点，宽带，高精度和一

22、系列具体电路的电压模式，实现适合于超大规模集成电路技术，可以实现更好的性能。事实上，早在1989年初，“电流模式信号处理”的话题包括IEEE电路与系统问题的国际会议，已成为模拟信号处理的一个重要研究方向。毫无疑问，在不久的将来，电流模式电路将变化的电压模式规则的模拟情境，信号处理领域中的两种，优势互补的新局面的形成。1.2.3本文内容安排本文是根据高速模拟集成电路的基本部件，电流控制传送器进行分析和研究的。分析了电流模式集成电路的重要性，电流控制传送器电路设计研究的必要性和重要性,介绍了电流传送器电路的发展状况,针对第二代电流传送器的内部结构的电路原理进行了分析,通过改进第二代电流传送器设计高

23、阶滤波器。全面总结了电流传送器作为通用性很强的积木部件，完成有源网络元件模拟以及模拟信号运算的应用，简单滤波器电路和振荡器电路的设计；叙述了等效电路替代法以及多环反馈法，提出了多项式线性组合法来设计高阶电流模式滤波器的办法。介绍了模拟集成电路在当代社会中的重要性和集成电路研究的必要性，从电流传送器的拓扑结构入手,在给出其模型电路的基础上,阐述了电流传送器的基本工作原理。全面归纳了电流传送器作为有源器件的有源网络元件模拟电路、模拟信号运算电路,并着重阐述了一种基于电流传送器的高阶滤波器模拟电感。第二章 电流传送器电路的介绍2.1引 言1968年，加拿大学者K.C.Smiht和A.Sdear提出了

24、一种新的模拟标准部件电流传送器（Current Conveyor,简称CC）。它是第一个电流模式通配符功能块。电流传输器是一个功能强大的标准组件，在结合其他电子组件可以很容易地构成一个特定的电路结构，实现了各种模拟信号处理功能。与通用电压模式运算放大器，电流变送器模式运算放大器在这一点上是相似的。在过去的几十年，可变电流信号电路在信号处理的巨大的潜在优势正在逐步了解被挖掘，电流变送器电路就可以解决一些电压模式电路中遇到的问题，在速度，带宽，动态范围，等取得更优异的性能。研究的结果表明，在高频率领域的，高速的信号处理，电流模式电路设计方法是电压模式，以取代传统的设计，电流模式电路现代模拟集成电路

25、的发展和应用推进到了一个新的阶段。在模拟技术中的几个基本的信号处理功能（例如加/减、比例、积分等），可以很容易地实现用电流传送器。此外，自成末的Y值（当前的输送机，带有一个电压愉）和电流因此，输入端（x）的，当前的输送机的使用，都可以很容易地实现电压模式的信号处理电路，电流模式信号处理电路也可以很容易地实现。电流传输器电路，信号的大小无关，可以根据该运算放大器电路上的电压比相应的较高的电压增益更大的带宽。这是因为这些优点，目前输送电流传送器及其应用电路的研究和开发的集成电路设计师在市场上引起越来越多的关注，现在有一系列的电流传送器集成设备（如AD844，PA630 ）。学者预测当前输送机等设备

26、将取代运算放大器是最常用的标准设备。本章介绍各种类型的电流输送，电流传输的基本概念，其在各方面的应用。本章介绍了各种类型的电流输送，当前输送机的基本概念，澄清其应用程序在所有方面的主要内容包括：电流变送器端口特点及工作原理的分析，讨论电流传送器有源网络的电路元件模拟和模拟信号处理方法，推出了几款集成电流变送器电路。2.2电流传送器的介绍2.2.1第一代电流传送器(CCI)第一代电流传输器(CCI)于1968年由 Smith 和 Sedra 共同提出，其理想输出与输入特性见式（2.1），矩阵中各变量均表示总瞬时量，且 c =1。当 c =+1时表示 Z 端和 X 端电流同时流入或流出电流传送器，

27、得到 CCI+。c =1则表示 Z 端电流流入和 X 端电流流出，或者 X 端电流流入和 Z 端电流流出电流传送器，得到CCI-。CCI 的电路符号及理想的零子-任意子模型，见图2.1中的a)与b)。那么输入端Y端与X端，输入端是Z，公共接地端在另一端，这个元件的主要用处是假设U加在输入端Y，那么在另外一个输出端X出现相同的U。假设这个输入电流I传入输入端X的话，那么有相同量的电流I经过输入端Y，在此，传输到输出端Z的则是电流I。那么，这个Z端电流源特性具有电流值是Ix和较高的输出阻值。通过Y端电压，可以决定进入X端的电流与该端的电压毫无联系，那么加在Y端上面的电压于通过X端电流决定的通过Y端

28、的电流毫无关系。所以，如此元件在两种X和Y端口上分别拥有虚短路和虚开路的输入特性。 (2.1) a) CCI电路符号 b) CCI的零子任意模型 图2.1 CCI电路符号及等效模型在1968年，史密斯等人。晶体管和电阻器实现多个CCI电路。如图2.2所示，a)为CCI +，b)为CCI。当图2.2a)中的晶体管Q1、Q2的相位匹配，Q3，Q4，Q5匹配和电阻R1，R2，R3和匹配的所有晶体管具有较高的电流增益。可以证明，通过晶体管的流经Q3，Q4，Q5的电流是相等的。由于Q1，Q2，并且两基极相互连接，所以Q1和Q2应该是端的电流，这样就迫使晶体管Q1和Q2的电流是相等的，电压降为零，所以在X

29、端口与Y端口电流和电压跟踪对方。通过对图2.2a)和b)两者相互参考下，CCI可以是在图示的原来的CCI+上的电路，通过增加相应的输出端口Q5由PNP管Q6和Q7组成的反向电流镜得到。可以由通过使用两种互补CC1+建立成AB类电流输送机，它不是单极性的输入和输出电流，而是双极性的输入和输出电流。不但可以使用交流信号。当Ix与Iy为零时，M4和M5的电流相等流，输出电流为零。当前输送机的早期应用是一种替代示波器电流探头且基于霍尔效应的一种宽带测量部件装置。它可用于测量的输入阻抗小于1，工作频率范围从直流到100MHz的电流，其结果是令人满意的。图2.2 CCI内部电路原理图2.2.2 第二代电流

30、传送器（CCII）为增加电流传送器的通用性，第二代电流传输器(CCII)于 1970 年由Smith 和 Sedra 将其特性加以改，没有电流流入Y输入端口的第二代电流传送器，通过使用证明它比第一代电流传送器(CCI)更加具有实用性。理想的第二代电流传送器（CCII）端口特性可用下列式2.1矩阵方程描述。( 2.1) 当C =1时，Z侧和X终端电流流入或流出电流传送器CCII+。 C =-1表示流淌出来的Z侧电流流入和当前的X，或X终端Z侧电流电流输送电流流入和流出CCII-。 端具有无限大的输入阻抗，是电压输入端，X终端上始终遵循Y端上的电压，从而X输入阻抗为零，在X侧和Y侧可以被视为虚短。

31、 X侧的电流被放大，并传送到Z端子，高阻抗输出terminal.CCII电路符号和理想的零子任意子模型，分别见图2.3和图2.4。 图2.3 CCII的电路符号图2.4 CCII的零子-任意子模型显然，发送端的电流可直接注入，也可能会产生由X侧的端部的丫输入电压转换，零偶极装置的第二代电流传输器（CCII+或CCII）端口。对于CCII流动到X客户端绑定到Z流出侧，因此，直到受控电流源，因此CCII的等效电路的单偶极零表示，如图所示。该电路的带宽窄，负载能力不强，但简单的电路结构。从图中可以看出，运算放大器A1使得X端和Y端的电压等于运算放大器的使用，使对Z端输出的X侧的输入电流等于当前虚拟过

32、电流的特点。 （2.2）1981年，Fakasawa等人提出了一个运算放大器，晶体管和电阻器CCII +电路，Higashimura 和 Fukui使用它作为一个有源器件，一个三阶低通和三阶高通滤波器，得到一个较好的幅频特性。 CCII实际上是由电压跟随器和电流跟随器的组合，在CCII+电流跟随器的最直接的方法是使用一个简单的电流反射镜，需要增加两个交叉耦合的电流，而在CCII，其优异的性能实现可控源阻抗变压器的阻抗逆变器，旋转以及各种广泛的应用模拟组件。第一个商业化的单片电流变送器是CCII01开发LTP电子公司，ELANTEC公司，生产。第二代电流传输器（CCII）只有一个输出端，这是难以

33、实现的高阻抗的输出电流的电流反馈通过以下方式获得。 1989年，帕提出了一种改进的多输出电流传输器（MOCCII实现）。图2.5 第二代负向电流传输器(CCII-)的晶体管模型图从第二代电流传输器原理的分析可以得出，信息可以被看作是一个理想的MOS晶体管。可以作为一个MOS晶体管是在图2.5所示来说明。如果晶体管是理想的，它的VAS值接近于零，在这种情况下，在电网电压会导致电压有一个平等的源代码级的。网格可以被认为是开放的（与发射端Y相似），零输入阻抗源水平（如发射机端）。注入电流源将被发送到漏，泄漏和阻抗水平是无限的（Z发射机）。这表明，一个理想的晶体管可以被视为逆电流传输器（CCII）和X

34、 Z电流的电流方向是不一样的）的等效性，也可以由零晶体管和一个极等效图来表示，如图2.5所示：如图2.6所示，为了获得理想的晶体管，我们可以在运算放大器的负反馈环路中放一只NMOS管来模拟，结果就可以实现具有较好性能的CCII-电路。然而，在这种CCII-电路实现中，电流只可以从X端流出。如果在运算放大器的反馈环路中放一只PMOS管，则可实现另一种CCII-电路，在这种电路中，电流只可以从X端流入。由此可以得，如果将一对互补的MOS管放置在运算放大器的反馈环路中，就可以实现在X端有双相电流流动的CCII电路，如图2-7所示。接着这个电流经由互补对电流镜传输到输出接点。显然这是一个正向CCII

35、（CCII+, Z端电流和X端电流方向一致)。如果如图2-8所示那样再加两个互补电流镜，就可以得到CCII-电路。图2.6 CCII-的理想晶体管模型图图2.7 第二代正向电流传输器(CCII十)的示意图 图2.8 CCII-的示意图如图2.7和2.8，分别显示，CCII+和CCII-，M1和M2的晶体管和集成运算放大器组成的电压跟随器，实现了X终端的电压跟随器Y端子电压。晶体管的电流镜的休息，在M3，M4和M5 M6，M7 M8和M9 M10为栅电流镜，极性互补的ML，漏电流转移到M2的Z的输出，和电流差为单端输出电流。CMOS实现MOCCII已经大量报道。在1999年，Chang和 Lee

36、运用 NPN和PNP晶体管的跨导改进的电流传输。 MOCCII获得了广泛应用领域的电压或电流模式滤波器的设计和振荡器的设计。2.2.3 第三代电流传送器（CCIII）1995年法国学者法布尔第三代电流传送器（CCIII）。相比前两代的电流输送（CCI，CCII），第三代指挥及控制通讯系统低增益误差，线性不错，宽阔的频率响应特性，高输出阻抗特性的电路符号如图所示。CCIII的 X 端和 Y 端电压一样，但是电流方向相反，同时输出正反两个方向的电流。CCIII 电路符号如图2.9中a)所示，其可通过两个双输出 CCII+元件按图2.12中的b)所示连接后实现，理想的 CCIII 输入输出特性矩阵为

37、式2.3。 （2.3） a) CCIII电路符号 b） CCIII的CCII实现电路图2.9 第三代电流传送器由式可以看出，与CCI和CCII不同的在于：端口X和端口Y的电流输入端和电流在相反的方向, CCIII X端口的电压跟随Y端口电压，Z +端口和Z-端口电流跟随X端口的电流。第三章 电流传送器的实现3.1 CCl的实现CCI电路实现早期的分立元件，如图3.1a)所示。如果图中所有的晶体管和电阻器和晶体管相互匹配的高电流增益，它可以显示出，流过晶体管的电流，等于Q3 Q5。迫使电流等于晶体管Q1和Q2，电压降相等。因此，当前的X和Y的端口电压互相跟踪，只要晶体管的保证在整个工作范围内是线

38、性的，绝对值电路的电阻值和电源电压是独立的。图3.1第一代电流传输器的管级实现图在60年代，没有设备高质量达到互补是阻碍制造CCI基于集成形式的主要原因。随着集成电路技术的发展，CMOS技术可以辅助设备，电流传输器可以很容易地使用CMOS工艺，如图3.1（b）显示。应用CCI早期是为了取代基于霍尔效应的示波器电流探头，宽带电流测量装置；另一个是作为一个负阻抗转换器（NIC）。让我们假设一个匹配的电阻器R1，R2，R3，T1和T2的两个晶体管的匹配，然后在这三个晶体管T5、T3、T4匹配，但是TL，T2，T3，T4和T5在这五个晶体管的有一个相对高AC到DC电流增益，而且还流经TL，T2，T3，

39、T4和T5晶体管电流是相等的，所以后领先T1-T5一些极发射极结电压Vbe的晶体管和发射机电流是相等的。因此，X和Y端口电压和当前曲目对方的。假设该参考电压Y端口，然后变成一个低阻抗或虚侧X端口，转移到高阻抗输出端口Z恒定电流从端口。在所有的晶体管的线性操作的所有运行时关闭，然后每个电阻器的电源电压的绝对值在电路运行的操作没有任何关系。可以通过以下方式获得的电路的晶体管实现的图像中，因为共同的基极电流增益为1，则每个晶体管的电流通过，而有所不同。当然，如果更复杂的电流镜中，然后这些小的差别可以被减少。此外，您还可以使用额外的电流镜讲Z-端输出电流极性反向。假设NPN晶体管PNP晶体管，而不是与

40、一个PNP晶体管的NPN晶体管代替，将被替换正电源负电源，CCI电路的极性是相反的，也就是说，互补极性电路的相位。然后连接两个互补的电流传输的极性（CCI）的电路中，由此得到的电路是一种新型的双极性输出信号的B类CCI从而完成一个新的进程-双极互补集成技术， 图3.2 CCI双极性电路图3.2所示示T1，T2，T3，T4可以被看作是一个线性跨导电路，PNP管基本电流镜T5、T6、T7，NPN管的基本电流镜是T8、T9、T10。特别强调的是让CCI电路的上部和下部有互补的极性和对称的性能，需要使用更前卫双极互补的集成工艺，以取得使用更传统的双极型工艺，是很难以获得所需的性能。原因为：在集成过程中

41、实现需要使用的横向结构，电流增益的典型值不能超过20兆赫带宽的典型值不超过5兆赫之间的双极性PNP晶体管，NPN需要采用纵向结构不能超过350兆赫的带宽，典型的电流增益的典型值不能超过100兆赫。之所以成为传统高性能电流输送一体化进程PNP晶体管的主要限制是一个横向结构。现代科学家已经开发出制造典型值电流增益带宽为100兆赫，而典型值为2.5兆赫的PNP互补双极集成过程中前卫使用PNP和NPN管的垂直结构，形成一个新的进程，适当使用和两个NPN晶体管。因此，成功地生产一种性能良好的集成电流变送器是基于这种新型双极互补过程才得以实现。3.2 CCII的实现如果晶体管是线性的，那么源极上存在一个和

42、它相等的电压是因为作用在栅极上的电压而导致的。因为接近零的栅极电流，那么栅极则可以看作是开路，相像于电流传送器的Y端。栅极被源极电压跟随，源极电压和电流没有关联，所以，具有这一特性即输入阻抗的源极端相似于电流传送器的X端。传输到漏极的电流是来自注入源极的电流，而拥有无穷的阻抗的楼极端相似于电流传送器的Z端。所以，如果晶体管是理想的，那么可以将其视为负电流传送器（CCII-）,此晶体管理想条件则是应具有基-射（或栅-源）和基极（栅极）有为零的电流这两个特性。图 图3.3 CMOS CCII+的实现原理图从上面的分析可以得出，CCII的性能依赖于两个电压跟随器的两个输入之间的能力还取决于端口之间的电流传输能力之间的输入和输出阻抗的差异。因此，CCII这两个属性可以实现使用无关，那么由CCII结合形成。图3.3 CMOS实现CCII +原理图。它是利