吉爾伯特電流增益單元(已修改)
2025-05-26 15:13 本頁面
【正文】 第八章 電流模電路基礎(chǔ) 167。 電流模 (current Mode)電路的一般概念 167。 跨導(dǎo)線性（ TL）的基本概念 167。 TL環(huán)路構(gòu)成的電路模電路 返回 167。 電流模 (current Mode)電路的一般概念 一、 概述 什么是電流模電路？電流模電路就是能夠有成效地傳送，放大和處理電流信號的電路。 在電流模電路中，以電流作為變量分析和標(biāo)定電路 。與此相對應(yīng)的電壓模電路，則是偏重傳送，放大和處理電壓信號的電路并以電壓為變量來分析和標(biāo)定電路。電流模的理論和技術(shù)，近年來發(fā)展的很快。 它主要的特點(diǎn)是具有高速的傳輸特點(diǎn)和非常小的失真。電流模技術(shù)已成為模擬集成電路的重要基礎(chǔ)。 目前，電流模電路引起關(guān)注的重要原因，是它在以下兩方面對傳統(tǒng)的電路觀念進(jìn)行挑戰(zhàn)。 第一 , 傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，閉環(huán)增益提高，必定導(dǎo)致帶寬宿小。然而，用電流模電路實(shí)現(xiàn)的電壓放大器，其帶寬幾乎與閉環(huán)增益無關(guān)。 所以，在電流模領(lǐng)域，可以突破增益帶寬積為常數(shù)的限制，而且使增益帶寬積隨閉環(huán)增益成線性增大。第二， 在電流模領(lǐng)域，多采用匹配 （ m a t c h ）技術(shù)，在電路結(jié)構(gòu)上盡量對稱，其結(jié)果是將非線性失真，線性失真以及溫標(biāo)等絕大部分相互對消，使得輸出與輸入做到極大的逼近 。用匹配技術(shù)所取得的保真度比用反饋還要高，這是迄今為止，對反饋技術(shù)的最大挑戰(zhàn)。本章將對電流模電路的特點(diǎn)，常用的電流模單元電路分別進(jìn)行討論。返回 二、電流模電路的特點(diǎn)長期以來，人們已經(jīng)習(xí)慣對電壓信號的處理，然而卻忽視了對電流信號的處理。在實(shí)際中，許多器件都具有電流傳輸?shù)墓δ?，?BJT 和 FET 的輸出信號就是一個(gè)電流量。所以在對信號處理時(shí)，不一定非要把它轉(zhuǎn)換成電壓不可。對于這些器件，采用電流模的處理方法，更為簡單方便。電流模與電壓模電路的主要區(qū)別在于輸入與輸出阻抗上。首先，回顧一下，一個(gè)理想的電壓放大器，要求其輸入阻抗為無窮大，其輸出電阻為零。這種要求有利于電壓信號傳輸。對于理想的電流放大器，其輸入阻抗為零，而輸出阻抗為無窮大，只有這樣，才有利于電流信號的傳輸。此外，電流模電路還有如下特點(diǎn)：1 頻帶寬，速度高在電流模電路中，因?yàn)闊o需考慮電壓擺幅的大小，可以將管子的極間電容 （結(jié)電容ebC39。,39。 cbC ）處在低阻抗的節(jié)點(diǎn)上，使其上限頻率非常高，幾乎與 fT相近。共基電路就是一個(gè)明顯的例子，它的輸入阻抗很低，輸出阻抗很高，非常接近電流放大器 （ α =1 ），其短路電流放大系數(shù)的上限頻率為 fα，其原因非常明顯，因輸出端 （ C 極）短路時(shí)，二個(gè)結(jié)電容ebC39。， ,39。 cbC 都處在低阻抗節(jié)點(diǎn)上， 相應(yīng)的時(shí)間常數(shù)很小，其上限頻率就很高 。由于，結(jié)電容處在低阻節(jié)點(diǎn)上，即使注入的電流在大范圍變化，結(jié)電容兩端的電壓變化仍然很小，因此，結(jié)電容從一個(gè)電平過渡到另一個(gè)電平所需時(shí)間很短，從而提高了瞬態(tài)響應(yīng)速度。進(jìn)一步的分析會看到，一個(gè)基本電流鏡，其電流傳輸?shù)纳舷揞l率約為 fT /2 ，而一個(gè)精度較高的 W ilson 電流鏡，其傳輸?shù)纳舷揞l率可達(dá) fT。這些都充分的顯示了電流模電路在帶寬方面的優(yōu)勢。2 非線性失真小 在電流模電路中，因成功地采用了匹配 （ match ）技術(shù)，在滿足電流傳輸?shù)幕疽笙?，盡量使電路對稱。即使是大信號時(shí)，電路也有較高的匹配精度，使得晶體管的非線性互相對消，其結(jié)果非線性失真大為減少。3 采用跨導(dǎo)線性原理簡化電路運(yùn)算 跨導(dǎo)線性 （ T r a n s l i n e a r ）原理是描寫在一個(gè)電路中，一旦出現(xiàn)跨導(dǎo)線性環(huán)路，則環(huán)路中各晶體管的電流存在著一種約束關(guān)系。利用這種約束關(guān)系，可將復(fù)雜電路的計(jì)算變的很簡單，而且這一原理將適用于線性或非線性電路，即小信號和大信號都可適用。4 動態(tài)范圍大輸入信號的最小值受噪聲的限制，對于電壓和電流都是如此。輸出信號的最大值，對于電壓模電路受限于電源電壓，而對電流模電路受限于管子或電源的容量。在這方面，電流模電路并未占優(yōu)勢。然而，在要求低電源電壓供電時(shí)，電流電路的最大輸出電流，可以只受管子的限制，只要管子能給出大電流，其動態(tài)范圍可以很寬，這就顯出很大的優(yōu)勢。TL環(huán) I1 I2 I3 I4 Ic1 Ic2 Ic3 Ic4 167。 跨導(dǎo)線性（ TL）的基本概念 跨
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