
图列出4个选择源电路。图(a)的共源共栅电流镜在M4进入三极管区域之前需要较大的输入电压(VGS1+VGS3),图(b)的威尔逊电流镜[6]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(M1)的栅源电压。使用图(a)电路的弊端是它可能在晶体管进入三极管区域之前降低输出信号幅度的最大值,而图(b)威尔逊电路的缺点是它的输出电阻约为共源共栅电流镜的一半。由于这个原因,共源共栅电流镜一般比威尔逊电流镜更受欢迎。
图(c)的校准共源共栅电流镜和图(d)的改进共源共栅电流镜很容易调节。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。图(c)中,M2的漏源电压VDS2基本保持不变,这是因为VGS3基本上保持不变。由于VGS1=VDS1,VDS1随Iin的增加而增加,反之亦然。由于VDS2不变,无法忽略的沟道长度调制效应使得Iout的变化小于Iin,故Iout/Iin的比率是Iin的单调递减函数。
在图(d)中,M3和M4之间的栅电压基本上保持不变是因为稳定电流Io驱动VGS2时保持稳定。当M4的宽长比比M3的宽长比大得多时,VGS4的变化远远小于VGS3的变化,而此时M3的耗尽层电压随M1的耗尽层电压的变化而变化。因此,该图中Iout/Iin的比率基本保持不变,即Iout变量接近Iin变量的各种值。为此,图(d)改进共源共栅电流镜中的电流传递函数比图(c)校准共源共栅电流镜中的电流传递函数更线性化。
理想双输出第三代电流传输器的电路符号如图1所示,式(1)为其理想端口特性矩阵。矩阵中的正号表示电流流进Z端,负号表示电流流出Z端口,用此来区分CCIII+和CCIII-。
由图1和式(1)可以看出,CCIII是一个四端口器件,端口X、Y均为电流输入端,且电流方向相反。X端口的电压跟随Y端口电压,Z+端口和Z-端口的电流均跟随X端口的电流。