[科普中国]-电流模电路

电流模电路是基于电流模而非电压模进行分析及创造的电路。

简介以电流作为参量进行处理的电路称为电流模电路。它以电流为参量来传送、放大和处理电流信号的电路。电流模技术是指电流模集成电路的设计、制造工艺及其应用的技术。电流模集成电路的主要特点是容量大、速度快、精度高、频带宽、线性好、效率高。近年来电流模技术发展很快，已成为模拟集成电路的重要基础。

但是，在电路中，电压和电流总是相互依赖的。因此，不能严格地将电流模和电压模电路区分开，如果电路的输入和输出信号均是电流，整个电路中除含有半导体三极管结电压外，再无其他电压参量的电路，称为“严格的”电流模电路。1

基本电路形式电流模电路的基本电路形式：

1）线性跨导电路：线性跨导电路缩写“TL”电路，实现电流线性转换。

2）电流镜（CM）和电流传输器（CC）：电流镜不仅可作偏置电流源、有源负载，而且还可实现电流量按比例的精确传送。电流传输器是电流镜与电流镜、电流镜与TL回路或电流镜与运放构成的基本电流模电路，实现各种模拟信号处理。

3）开关电流电路（SCC）：利用MOSFET管的栅极电容的独特储能组成的各种数据取样集成电路和系统，能实现电流的存储和转移作用。能代替开关电容，实现各种信号处理，还可作为开关电流滤波器，开关电流D/A和A/D转换器。

4）砷化镓高速电路(GAHSC)：利用砷化镓器件的高速性能构成的一类电流模信号处理电路。

5）模拟神经网络电路（AN）：它是多输入、多输出的运算电路。

6）支撑电路（SC）：包括V-I 转换器和I-V 转换器。2

特点电流模电路的特点：

1）频带宽，速度高：电流模电路无需考虑电压振幅，影响频宽和速度的是极间电容，极间电容都处在低阻抗结点上，充电电流大，充电时间很小，所以频率高，速度加快，并且电流模电路中的变量引起VBE变化很小，因此，达到平衡所需时间缩短了，又提高了速度。

2）动态范围大：无论电压还是电流，输入信号的最小值都是受噪声影响的限制；而在电压模电路中，最大输出电压受电源电压限制，特别模数混合的超大规模集成电路中，为了降低功耗，电源必须相应降低到3.3V，这样动态范围限制更为突出，而电流模电路最大输出电流最终受管子的限制，即可在 nA（即10-9）到 mA（即10-3）的数量级范围内变化，所以动态范围大。

3）易实现电流存储与转移的作用：例如动态镜，它可以在各种不同的电路中作为一个非常精密的CMOS基本单元，用来实现偏置电源或信号电流复制（1:1拷贝）、倍乘或整除。

4）便于实现电流—电压之间的线性与非线性的运算功能。

5）非线性失真小，易实现模拟信号处理的高精度。1

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学