高輸出阻抗、高擺幅輸出的恒流源電路

上述改進的恒流源電路雖提高了輸出阻抗、改善了恒流性能，但作為有源負載時，輸出擺幅較小，這是因為輸出級采用串級形式，進入飽和區的電壓（Vo）較大，現以圖2.2-2恒流源電路為例，進行說“為討論方便起見，電路重畫如圖2.2-6a所示。此時輸出電壓（Vo）-輸出電流（Io）的特性曲線如圖2.2-6b所示。圖中M2管的漏源電壓，等于柵源電壓，

M1管的漏源飽和電壓，因此，M1管進入線性區之前，輸出電壓Vo的最小值為

設M1~M4管參數相同，則上式可寫成

而

由上式可知，負向輸出擺幅不僅決定于管子的飽和壓降，還要加上閾值電壓VT。

為消除（2.2-7）式中的VT項，增大輸出電壓Vo的動態擺幅，可采用圖2.2-7a的電路形式，在M1管和M3管柵極之間加入了一個電平位移電壓源，其值等于閥值電壓VT。加入電平位移電壓源VT后，M2管的漏源電壓。顯然，M1管進入線性區之前，輸出電壓Vo的最小值為

圖2.2-7b表示了圖2.2-7a電路的輸出特性曲線。

圖2.2-7a的實際電路如圖2.2-8所示，圖中所有MOS管的偏置電流為IO（IR=IO），除M3管外，其他MOS管的寬長比（W/L）均相同，管的寬長比為其他MOS管寬長比（W/L）的1/4。為書寫方便見，圖中的。

因M2管的寬長比（W/L）是其他MOS管的寬長比（W/L）的1/4，并根據關系式，不難證明，這樣的電路結構及器件尺寸，管的柵極電位為，從而使M2管的漏源電壓，保證了輸出電壓VO最小值為

圖2.2-8恒流源電路可作為有源負載，以實現高增益、大的輸出擺幅。

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