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第二代電流輸送機運算放大器（CCII）提供比電壓反饋運算放大器更高的帶寬，可用于射頻混頻器、高頻精密整流器和電阻抗斷層掃描等醫療應用。傳統的運算放大器由于其增益帶寬積有限，因此不能用于高頻應用。

介紹

自 Smith 和 Sedra 于 1968 年最初提出原始設計或 CCI（可被視為理想晶體管）以來，電流輸送機就已經存在1,1970 年，CCI 被更通用的第二代設備 CCII3 所取代。目前的輸送機設計主要是BJT，因為與CMOS同類產品相比，它們的跨導值很高。它們用作電流反饋型運算放大器，如MAX4223低功耗放大器，其具有電流反饋功能，而不是標準運算放大器使用的傳統電壓反饋。這意味著電流反饋運算放大器不受標準運算放大器的傳統增益帶寬的限制，可以提供比電壓反饋放大器高得多的帶寬解決方案。

電流輸送機用于無法使用傳統運算放大器的高頻應用，因為傳統設計受到其增益帶寬積的限制。從理論上講，電流輸送機僅受 f 的限制t其設計中使用的晶體管。目前使用電流輸送機的一些應用包括射頻混頻器、高頻精密整流器和電阻抗斷層掃描（EIT）等醫療應用。

雙極輸送機

下圖1中的圖表顯示了使用雙極器件實現的電流輸送機。

圖1.雙極CCII。

從圖 1 可以看出，CCII 傳送帶可以建模為理想的晶體管：

Y 是基極/柵極 X 是發射極/源
極 Z 是集電極/漏極

這種類型的電路與BJT的電路配合使用效果很好，因為BJT的跨導和早期電壓遠大于CMOS器件。因此，當前的輸送機可以很好地用作源從動件。增益 X/Y 接近 1;Z具有天然的高輸出阻抗，CMOS無法模仿。

CMOS源跟隨者

如前所述，CMOS跟隨器的主要問題是低gm和較差的早期電壓（1/λ）。這相當于增益較差，因為電壓跟隨器的增益在很大程度上依賴于這兩個較大的參數。這可以在下面的等式中觀察到：

其中 gL是負載電導，gDS是漏極源電導率和gm是CMOS器件的跨導。

臺積電0.18μm和負載為1kΩ的典型模擬增益為0.7。與理想增益1相比，這意味著輸出增益損失30%。

電流輸送機源隨動器

可以使用無緩沖放大器（圖2a）來模擬增益為1的源跟隨器。然后可以將此修改添加到圖 <> 中的基本設計中，以制作 CCII 電流輸送機。

圖 2a.一個簡單的來源追隨者。

圖2a可以實現如下圖2b所示。

圖 2b.CCII 無緩沖源跟隨器和實現。

從圖2b可以看出，輸出X被反饋到其中一個長尾輸入（X'）。長尾對的另一個輸入是Y，因為輸入Y改變了通過M1的電流。M2與M3不同，M4是電流鏡。

M2 和 M4 之間存在電流差異。這種不平衡可以通過從柵極/源極電容C或向柵極/源極電容C拉電流來解決GS設備 M5。在輸出X'與Y匹配之前，帶寬限制定義為該晶體管可以放電和充電的速率。因此，帶寬限制可以定義為：

使用無緩沖放大器的電流輸送機（CCII+）

從圖2可以看出，可以實現電流輸送機（CCII+）的第一部分。要構建電流輸送機（CCII+）的其余部分，只需鏡像來自輸出X'的電流。要給出 Z 的輸出，請參見圖 3 中的示例。

圖3.電流輸送機（CCII+）使用無緩沖放大器。

來自 M5/M6 的電流簡單地由 M7/M8 鏡像，給出 CCII+ 的輸出 Z（-）。

如有必要，可以通過在M7/M8中添加級聯代碼來提高Z的輸出阻抗。必須意識到，要成功模擬電流，X的輸出阻抗必須與Z的輸出阻抗相匹配，即M5 / M6上必須使用與M7 / M8相同的晶體管類型和確認。

CCII的增益很簡單：

從 CCII+ 轉換為 CCII-

取偏置點Yb'（圖3），只需添加額外的連接，如圖4所示。

圖4.配置為 CCII- 的當前輸送機。

從圖4中可以看出，如果所有晶體管尺寸都相同，并且取Yb'（圖3中的偏置點），則從M2和M10產生電流11i。這被M9鏡像，以提供2i到M13的電流。M12提供i的電流，并通過Z（+）提供-i的電流，從而提供真正的CCII-輸出。這種方法存在一個問題：Z（+）現在有一個 -i DC 項而不是 +i 項。因此，需要在Z（+）的輸出中添加一個2i DC項以補償-i。下面的圖 5 顯示了添加項。