电流传输器

电流模式电路

电流传输器是继运算放大器之后出现的一种功能强大的标准部件，将其与其他电子元器件组合起来可以十分简便地构成各种特定的电路结构。电流传输器是一种电流模式电路，在精度、带宽和转换速率等方面均优于传统电压型运算放大器。

简介

电流传输器是四端（可能五端）集成器件，它是最早被提出的电流模式万用功能块。

电流传输器是一种功能很强的标准部件，将电流传输器与其它电子元件组合可以十分简便地构成各种特定的电路结构，实现多种模拟信号处理功能，在这一点上电流传输器与通用电压模式运算放大器是相似的。

电流传输器是一种电流模式电路，模拟电路的设计者们发现电流传输器能提供若干优于通用运算放大器的电路性能。模拟技术中的几种最基本的信号处理功能加、减、比例积分等用电流传输器都可以方便地实现。而且，由于电流传输器具有电压输入端和电流输入端，因此，利用电流传输器既可以方便地实现电压模式信号处理电路，也可以方便地实现电流模式信号处理电路。电流传输器电路，无论信号大小，都能比相应的基于电压运算放大器的电路提供更大带宽下的高电压增益，即更大的增益带宽积。电流传输器为性能较高的复杂电路设计提供了另一种方法，有助于开发一些新的电路。

端口特性

第一代电流传输器CCI

Smith和Sedra在1968年提出的第一代电流传输器是接地的三端口网络，即四端器件，其符号表示如图1所示。

符号中的Y和X是输入端，Z是输出端，另一端是公共接地端。该器件的基本作用是，如果有一电压作用于输入端Y，则在输入端X呈现一相等的电压。如果有一输入电流I流进X端，则有等量的电流流进Y端，同时，电流I将被传送到输出端Z。这样，使得Z端具有高输出阻抗和电流值为II的恒流源特性。由Y端电压确定X端电压与流进X端的电流无关；而由X端电流确定的流经Y端的电流也与作用于Y端的电压无关。因此，这种器件在X端口具有虚短路的输入特性，在Y端口具有虚开路的输入特性。

第二代电流传输器CCII

为增加电流传输器的通用性Smith和Sedra在1970年对CCI的特性加以改进，提出了没有电流流入Y输入端口的第二代电流传输器，其符号如图2所示。

CCII的Y端口电流为零，X端口的电压跟随Y端口电压，Z端口的电流跟随X端口的电流。CCII与CCI的区别是消除了Y端口的电流。由此可见，Y是电压输入端，Y端口呈现的输入阻抗为无穷大；X是电流输入端，而且X端口电压跟随加于Y端口的电压，因而X端口呈现零输入阻抗；低阻抗X输入端的电流传输到高阻抗的Z输出端，在Z端口产生一个可控输出电流，该电流仅取决于X端的输入电流，电流方向可相同也可相反，并以CCII-或CCII+区分。显然，传输到Z端的电流可以直接由X端注入，也可以由Y端的输入电压变换产生。

基本应用

电流传输器是通用性很强的标准部件，将它与其它电子元件组合可以构成电流传输器的多种应用电路。其中，最基本的应用电路有两类，一类是有源网络元件模拟电路，另一类是模拟信号处理电路。与基于常规电压型运算放大器的应用电路比较，电流传输器应用电路的主要优点是具有更大的增益带宽积，即更高增益下的更大带宽。此外，由于电流传输器CCII具有高阻抗(电压)输入端口和低阻抗(电流)输入端口，所以用电流传输器既可以方便地构成电压模式应用电路，也可以方便地构成电流模式应用电路。第二代电流传输器比第一代电流传输器更有通用性和灵活性，因此CCII比CCI更有用。

特点

CCII由4个基本电流镜和晶体管组成，输入端x，y的电流分别经输出级晶体管传输到z+和z-。

CCII基本电路的输出阻抗是一个有限值，取决于输出级mos管的输出电阻。CCII的基本结构模型在10 mhz频率范围内虽然拥有很好的电压和电流跟随特性，但作为电流模式电路，其z端口的输出阻抗偏低，只有几千欧，实际应用中需要外接高阻值电阻完成电流到电压的转换。这种现象可以通过改变CCII电路结构提高输出电阻的方法加以改善。

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