CN100399224C - 一种具有极高输出阻抗的电流源 - Google Patents

Abstract

一种具有极高输出阻抗的电流源，包括一个电流源产生电路和一个等效负电阻产生电路，其中，电流源产生电路可由Cascode电流镜、Wilson电流镜或Widlar电流源等所有电流源电路组成，用于产生正电阻和参考电流；等效负电阻产生电路由一个栅漏短接的PMOS管，一个NMOS管和一个放大器组成，用于产生等效负电阻，通过设计使该等效负电阻的绝对值略大于前述正电阻值；再将该等效负电阻与前述正电阻相并联，从而得到极高的输出阻抗，其值可达10⁹欧姆数量级。并且本发明所述的具有极高输出阻抗的电流源的输出电流的频率特性和温度特性都很好。

Description

一种具有极高输出阻抗的电流源

技术领域

本发明属于电子技术领域，具体涉及电源技术领域中的电流源技术。

背景技术

电流源即为随着电压的变化，其输出电流保持恒定的一种电路，它是模拟集成电路中的重要组成部份，在模拟集成电路中有广泛的需求。对于电流来说，在长金属线上没有损失，而电压则有损失，所以在具有长金属线的复杂模拟电路中，电流源更受欢迎。美国John Wiley&Sons公司2001年出版的由Paul R.Gray等人编写的《Analysis and Design of Analog IntegratedCircuits》(4^th Edition)第四章介绍了各种类型的电流源，如该书所述的那样，电流源既可作偏置元件，也可充当放大级的有源负载。其中，电流源的输出阻抗是电流源电路的重要参数，输出阻抗越高，表明电流源输出电流越稳定。因此，在高精度集成电路中，高阻抗电流源的设计非常重要。而且，由于现代电子系统的应用范围很广，环境更苛刻，因此要求参考电流源在很宽的温度范围(-25℃～125℃)和很宽的电源电压范围电路都能可靠地工作。在已有技术中一般采用能隙电路来实现恒压源(参看电压源)，如K.N.Leung，P.K.T.Mok.A Sub-1-V15-ppm/℃ CMOS bandgap voltage reference without requiring low threshold voltage device，IEEE Journal of Solid-State Circuits.2002，37(4)：526～530。

普通的电流源电路，其输出阻抗约在兆欧姆数量级，其电流输出不够稳定。为了提高电流源输出阻抗，一种常规的方法是在电流源等效正输出阻抗ro上串连一个高阻值电阻R，使得总输出阻抗R_out＝r_o+R(如图1所示)。但这样会消耗较大的电压余度，同时，使电源电压增高。

实际的电流源电路存在着一些问题，比如说输出阻抗不够大，稳定的输出电流需要在较高电压下才能实现等。

发明内容

本发明的目的是提出一种具有极高输出阻抗的电流源，同时该电流源应当具有的较小的使输出电流稳定的最小工作电压(Vomin)、很好的电流稳定性和频率响应特性以及很小的温度系数。

本发明提出的一种具有极高输出阻抗的电流源，包括一个电流源产生电路，其特征是，它还包括一个等效负电阻产生电路，所述等效负电阻产生电路与电流源产生电路相并联产生极高的输出阻抗。其中，电流源产生电路用于产生一个正电阻和一个参考电流；等效负电阻产生电路用于产生一个等效负电阻。所述电流源产生电路可用所有的电流镜和电流源电路来实现。

本发明所述技术方案实质上是利用两个绝对值很相近的正负电阻相并联的结构实现电流源的极高输出阻抗。假设电流源产生电路的输出阻抗为r_o，等效负电阻产生电路的等效电阻为r₂，则两个电路并联后总的输出阻抗 $R_{\mathrm{out}}=\frac{r_o{r}_2}{r_0+r_2},$ 通过适当计算设置|r₂|略大于|r_o|，就可以得到极高输出阻抗的电流源，其输出阻抗为R_out。

其中，产生正电阻和参考电流的电流源产生电路，可以是Cascode电流镜，Wilson电流镜和Widlar电流源等所有电流镜和电流源电路。

其中，电流源产生电路可以用Cascode电流镜来实现，包括：

(1)一个电流基准源Iref1，用于产生恒定电流，其一端与外接电源相接，另一端与NMOS管M3的漏极相接。

(2)四个NMOS管(M1，M2，M3和M4)，用于构成cascode电流镜，以产生两个电流。NMOS管M1与M2构成镜像晶体管，NMOS管M3与M4构成镜像晶体管。其中两个镜像的NMOS晶体管(M1和M2)的源极接地，其栅极互相连接，并且连接到NMOS管M1的漏极，NMOS管M1的漏极接到NMOS管M3的源极，NMOS管M2的漏极接到NMOS管M4的源极；另外两个镜像的NMOS管(M3和M4)的栅极相互连接，并且连接到NMOS管M3的漏极，NMOS管M3的漏极通过电流基准源Iref1连接外加电源。

其中，电流源产生电路可以用Wilson电流镜来实现，包括：

(1)一个电流基准源Iref1，用于产生恒定电流，其一端与外接电源相接，另一端与NMOS管M3的漏极相接。

(2)四个NMOS管(M1，M2，M3和M4)，用于构成Wilson电流镜，以产生两个电流。NMOS管M1与M2构成镜像晶体管，NMOS管M3与M4构成镜像晶体管。其中两个镜像的NMOS晶体管(M1和M2)的源极接地，其栅极互相连接，并且连接到NMOS管M2的漏极，NMOS管M1的漏极接到NMOS管M3的源极，NMOS管M2的漏极接到NMOS管M4的源极；另外两个镜像的NMOS管(M3和M4)的栅极相互连接，并且连接到NMOS管M3的漏极，NMOS管M3的漏极通过电流基准源Iref1连接外加电源。

其中，电流源产生电路可以用Widlar电流源来实现，包括：

(1)两个NMOS晶体管(M1和M2)和两个电阻(R1和R2)，两个NMOS管的栅极互相连接，并且连接到NMOS管M1的漏极，NMOS管M1的源极接地，NMOS管M1的漏极通过电阻R1与外接电源连接；NMOS管M2的源极通过电阻R2与地连接。

本发明所述的等效负电阻产生电路包括：

(1)一个PMOS管M5，PMOS管M5的栅极和漏极短接，形成二极管连接形式，其漏极接在NMOS管M6的漏极。

(2)一个NMOS管M6，用于给PMOS管M5提供偏置电流。NMOS管M6的栅极接偏置电压信号Vbias1，其源极与地相连接，NMOS管M6的漏极与NMOS管M5的漏极相连接。

(3)一个CMOS放大器A1，用于将PMOS管M5的漏源等效阻抗转换成等效负电阻产生电路的等效负电阻。CMOS放大器A1的输入端与PMOS管M5的源极相接，CMOS放大器A1的输出端与PMOS管M5的栅极和漏极相接。

其中，等效负电阻产生电路中的CMOS放大器A1可以包括：

一个PMOS管M7和一个NMOS管M10构成第一级放大器，用于对信号进行第一级放大；一个PMOS管M11和一个NMOS管M8构成第二级放大器，用于对信号进行第二级放大；两个NMOS管(M9和M12)构成第三级放大器；PMOS管M7的栅极作为CMOS放大器A1的输入端，其源极与外加电源相接，其漏极与NMOS管M8的栅极相接；NMOS管M10的栅极与漏极短接，并与PMOS管M7的漏极相接，NMOS管M10的源极与地相连接；PMOS管M11的栅极与漏极短接，并同时与NMOS管M8的漏极和NMOS管M9的栅极相接；NMOS管M8的栅极同时与PMOS管M7的漏极和NMOS管M10的漏极相接，NMOS管M8的漏极同时与PMOS管M11的漏极和NMOS管M9的栅极相接，NMOS管M8的源极与地相连接；NMOS管M9的源极与NMOS管M12的漏极相连接，NMOS管M9的漏极与外加电源相接；NMOS管M12的的栅极接偏置电压信号Vbias1，NMOS管M12的源极与地相接。

本发明所述等效负电阻产生电路与电流源产生电路相并联连接，以产生整个电流源极高的输出阻抗。其具体连接关系为：

1、若电流源产生电路为基于Cascode电流镜的电流源产生电路，则二者的连接关系为：NMOS管M4的漏极同时与PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极相连；整个电流源的输出端为NMOS管M4的漏极、PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极的共同连接点。

2、若电流源产生电路为基于Wilson电流镜的电流源产生电路，则二者的连接关系为：NMOS管M4的漏极同时与PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极相连；整个电流源的输出端为NMOS管M4的漏极、PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极的共同连接点。

3、若电流源产生电路为Widlar电流源，则二者的连接关系为：NMOS管M2的漏极同时与PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极相连；整个电流源的输出端为NMOS管M2的漏极、PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极的共同连接点。

需要说明的是，本发明中所述的等效负电阻不是由特殊材料或器件构成的，而是由普通的CMOS放大器电路和MOS晶体管实现的。

本发明所述的一种具有极高输出阻抗的电流源电路，具有以下优点：

1、极大地增大了电流源的输出阻抗，使输出电流随输出电压的变化更加稳定。

2、改善了Vomin，使输出电流在更低的电压下就可以达到稳定。如图9，从Wilson电流镜的输出电流的Vomin比较图能看出，若不加等效负电阻产生电路，Vomin≈2.105V；但加入等效负电阻产生电路后，可以看出Vomin减小了，Vomin≈1.483V。如图10，从Cascode电流镜的输出电流的Vomin比较图能看出，若不加等效负电阻产生电路，Vomin≈2.100V；但加入等效负电阻产生电路后，可以看出Vomin减小了，Vomin≈1.465V。

3、本发明的电流源产生电路由常见的Cascode电流镜、Wilson电流镜和Widlar电流源等电流镜和电流源电路构成，结构简单，占用芯片面积小，消耗的功耗低。

4、发明提出的极高输出阻抗电路结构使电流源的输出电流稳定性很好，其频率响应特性好。

5、本发明提出的极高输出阻抗电流源的输出电流的温度系数很小，温度系数在很宽的温度变化范围内(-40℃～+145℃)为10.6ppm/℃。

附图说明：

图1是常规具有高输出阻抗的电流源的电路结构示意图。

图2是本发明所述一种具有极高输出阻抗的电流源的结构框图。

图3是一种利用Cascode电流镜作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源电路原理图。

图4是一种利用Wilson电流镜作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源电路原理图。

图5是一种利用Widlar电流源作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源电路原理图。

图6是等效负电阻产生电路中CMOS放大器A1的电路图。

图7是一种利用Cascode电流镜作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源的输出电流随输出电压的关系曲线。曲线1为基准电流源的输出电流随输出电压的关系，曲线2为本发明的输出电流随输出电压的关系。

图8是一种利用Wilson电流镜作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源的输出电流随输出电压的关系曲线。曲线1为基准电流源的输出电流随输出电压的关系，曲线3为本发明的输出电流随输出电压的关系。

图9是一种利用Cascode电流镜作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源的输出电流的Vomin与Cascode电流镜输出电流的Vomin的比较。其中，曲线5为Cascode电流镜的输出电流，曲线4为本发明电流源的输出电流。

图10是一种利用Wilson电流镜作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源的输出电流的Vomin与Wilson电流镜输出电流的Vomin的比较。其中，曲线7为Wilson电流镜的输出电流，曲线6为本发明电流源的输出电流。

图11是一种利用Cascode电流镜作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源的输出电流的频率特性曲线。

图12是一种利用Wilson电流镜作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源的输出电流的频率特性曲线。

图13是一种利用Cascode电流镜作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源的输出电流的温度特性曲线。

图14是一种利用Wilson电流镜作电流源产生电路的具有极高输出阻抗的电流源的输出电流的温度特性曲线。

具体实施方式

本发明提出的利用负电阻技术来实现高输出阻抗的电流源，其结构框图如图2所示，包括一个参考电流源电路和一个负电阻产生电路。其中的参考电流源电路用于产生一个正电阻和一个参考电流，用于实现大电阻。该参考电流源可用所有的电流镜和电流源电路来实现。

在此仅以其中的cascode电流镜电路为范例说明原理：

电流源产生电路用Cascode电流镜来实现，包括：

(1)一个电流基准源Iref1，用于产生恒定电流，其一端与外接电源相接，另一端与NMOS管M3的漏极相接。

(2)四个NMOS管(M1，M2，M3和M4)，用于构成cascode电流镜，以产生两个电流。NMOS管M1与M2构成镜像晶体管，NMOS管M3与M4构成镜像晶体管。其中两个镜像的NMOS晶体管(M1和M2)的源极接地，其栅极互相连接，并且连接到NMOS管M1的漏极，NMOS管M1的漏极接到NMOS管M3的源极，NMOS管M2的漏极接到NMOS管M4的源极；另外两个镜像的NMOS管(M3和M4)的栅极相互连接，并且连接到NMOS管M3的漏极，NMOS管M3的漏极接到基准源Iref1的一端。

其中的负电阻产生电路包括：

(1)一个PMOS管M5，PMOS管M5的栅极和源极短接，形成二极管连接形式，其漏极接在NMOS管M6的漏极。

(2)一个NMOS管M6，用于给PMOS管M5提供偏置电流。NMOS管M6的栅极接偏置电压信号Vbias1，其源极与地相连接，NMOS管M6的漏极与NMOS管M5的漏极相连接。

(3)CMOS放大器A1，用于将PMOS管M5的漏源等效阻抗转换成等效负电阻产生电路的等效负电阻。CMOS放大器A1的输入端与PMOS管M5的源极相接，CMOS放大器A1的输出端与PMOS管M5的栅极和漏极相接。

其中，等效负电阻产生电路中的CMOS放大器A1包括：

一个PMOS管M7和一个NMOS管M10构成第一级放大器，用于对信号进行第一级放大；一个PMOS管M11和一个NMOS管M8构成第二级放大器，用于对信号进行第二级放大；两个NMOS管(M9和M12)构成第三级放大器；PMOS管M7的栅极作为CMOS放大器A1的输入端，其源极与外加电源相接，其漏极与NMOS管M8的栅极相接；NMOS管M10的栅极与漏极短接，并与PMOS管M7的漏极相接，NMOS管M10的源极与地相连接；PMOS管M11的栅极与漏极短接，并同时与NMOS管M8的漏极和NMOS管M9的栅极相接；NMOS管M8的栅极同时与PMOS管M7的漏极和NMOS管M10的漏极相接，NMOS管M8的漏极同时与PMOS管M11的漏极和NMOS管M9的栅极相接，NMOS管M8的源极与地相连接；NMOS管M9的源极与NMOS管M12的漏极相连接，NMOS管M9的漏极与外加电源相接；NMOS管M12的栅极接偏置电压信号Vbias1，NMOS管M12的源极与地相接。

所述电流源产生电路和等效负电阻产生电路的连接关系为：NMOS管M4的漏极同时与PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极相连；整个电流源的输出端为NMOS管M4的漏极、PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极的共同连接点。

上述实施方式产生极高输出阻抗的原理：

(1).本发明提出的带负电阻的高输出阻抗的电流源的设计方法是利用电流源等效正输出阻抗R_cm并联一个等效负电阻R_gain，于是：

$R_{\mathrm{out}}=\frac{R_{\mathrm{cm}}{R}_{\mathrm{gain}}}{R_{\mathrm{cm}}+R_{\mathrm{gain}}}---\left(1\right)$

其中R_cm是正电阻，R_gain是等效负电阻。所述|R_gain|略大于|R_cm|，则可以得到阻值很高的电流源R_out。

(2).如图3所示的上述电流源产生电路中的cascode电流镜，其交流小信号输出阻抗由下式决定：

R_cm≈g_m4·R_ds4·R_ds2    (1)

(3).图3中的PMOS管M5的栅极和漏极相连，并且PMOS管M5的栅极和漏极与NMOS管M6的漏相连，NMOS管M6的栅极接在偏置电压信号接点V_biasl，其源极与地相连接，NMOS管M6用于给PMOS管M5提供偏置电流。PMOS管M5的等效输出阻抗为R_ds5，即负反馈电阻是R_ds5。图4中所示的CMOS放大器A1是由三级放大所组成的CMOS放大器。第一级是共源的反向放大级，其电压增益A_V1≈-g_m7/g_m10；第二级也是共源的反向放大级，其电压增益A_V2≈-g_m8/g_m11；第三级是共漏的正向放大级，其电压增益A_V3≈g_m9/(g_m9+g_mb9)。因此运算放大器(A1)总的电压增益为：

$A_V=A_{V1}\·A_{V2}\·A_{V3}=(-\frac{g_{m7}}{g_{m10}})(-\frac{g_{m8}}{g_{m11}})\left(\frac{g_{m9}}{g_{m9}+g_{\mathrm{mb}9}}\right)=\frac{g_{m7}{g}_{m8}{g}_{m9}}{g_{m10}{g}_{m11}(g_{m9}+g_{\mathrm{mb}9})}---\left(2\right)$

如图3所示，从PMOS管(M5)的源极看入的等效电阻为：

$R_{\mathrm{gain}}=\frac{R_{\mathrm{ds}5}}{1-A_V}---\left(3\right)$

(4).在本发明的高输出阻抗的电流源的输出电流I_out端口看到的等效电阻为：

$R_{\mathrm{eq}}=R_{\mathrm{out}}=R_{\mathrm{cm}}//R_{\mathrm{gain}}=\frac{R_{\mathrm{cm}}\·R_{\mathrm{gain}}}{R_{\mathrm{cm}}+R_{\mathrm{gain}}}---\left(4\right)$

通过参数设计使运算放大器的增益Av略为大于1，这样R_gain就是一个等效负电阻。设计R_gain的绝对值略为大于R_cm的绝对值，这样就使得R_eq的分母R_cm+R_gain变得略为小于0，从而得到一个非常大的正电阻R_eq，实现电流源的高输出阻抗目的，使电流源的输出电流稳定性能得到很大程度提高。本发明所设计的Cascode电流镜电路的输出阻抗R_cm＝30.1552M，等效负电阻产生电路的输出阻抗R_gain＝-30.7058M，本发明设计的高阻抗电流源的总的输出阻抗R_eq＝1.6817G。

(5).本发明所述的用Cascode电流镜作电流源产生电路的高输出阻抗电流源的输出电流特性曲线如图7所示。根据图8所示用Cascode电流镜作电流源产生电路的高输出阻抗的电流源的输出电流的Vomin的比较中，不加负电阻补偿的纯Cascode电流镜的Vomin≈2.100V但加入负电阻补偿电路后，本发明设计的高输出阻抗电流源的Vomin减小到Vomin≈1.465V。

本发明所述的用Cascode电流镜作电流源产生电路的高输出阻抗电流源的输出电流的频率响应特性曲线如图11所示，频带宽度为1.04GHz。

本发明所述的用Cascode电流镜作电流源产生电路的高输出阻抗电流源的输出电流与温度的关系，如图13所示。在-40℃～145℃温度范围内，电流的温度系数仅为10.6ppm/℃，其温度特性很好。

本发明所述的用Wilson电流镜作电流源产生电路的高输出阻抗电流源的输出电流特性曲线如图8所示。根据图10所示用Wilson电流镜作电流源产生电路的高输出阻抗的电流源的输出电流的Vomin的比较中，不加负电阻补偿的纯Wilson电流镜的Vomin≈2.105V；但加入负电阻补偿电路后，本发明设计的高输出阻抗电流源的Vomin减小到Vomin≈1.483V。

本发明所述的用Wilson电流镜作电流源产生电路的高输出阻抗电流源的输出电流的频率响应特性曲线如图12所示，频带宽度为1.03GHz。

本发明所述的用Wilson电流镜作电流源产生电路的高输出阻抗电流源的输出电流与温度的关系，如图14所示。在-40℃～145℃温度范围内，电流的温度系数仅为10.6ppm/℃，其温度特性很好。

Claims (9)

1.一种具有极高输出阻抗的电流源，包括一个电流源产生电路，其特征是，它还包括一个等效负电阻产生电路，所述等效负电阻产生电路与电流源产生电路相并联，所述等效负电阻产生电路所产生的等效负电阻的绝对值略大于电流源产生电路所产生的正电阻。

2.根据权利要求1所述的一种具有极高输出阻抗的电流源，其特征是，所述等效负电阻产生电路包括一个PMOS管M5、一个NMOS管M6和一个放大器，所述放大器的电压增益略大于1；其连接关系为：PMOS管M5的栅极和漏极短接，其漏极接在NMOS管M6的漏极；NMOS管M6的栅极接偏置电压信号Vbias1，其源极与地相连接，NMOS管M6的漏极与NMOS管M5的漏极相连接；放大器的输入端Vi与PMOS管M5的源极相接，放大器的输出端Vo与PMOS管M5的栅极和漏极相接。

3.根据权利要求2所述的一种具有极高输出阻抗的电流源，其特征是，所述放大器是CMOS放大器A1，所述CMOS放大器A1包括一个PMOS管M7和一个NMOS管M10构成的第一级放大器；一个PMOS管M11和一个NMOS管M8构成的第二级放大器；两个NMOS管M9和M12构成的第三级放大器；PMOS管M7的栅极作为CMOS放大器A1的输入端，其源极与外加电源相接，其漏极与NMOS管M8的栅极相接；NMOS管M10的栅极与漏极短接，并与PMOS管M7的漏极相接，NMOS管M10的源极与地相连接；PMOS管M11的栅极与漏极短接，并同时与NMOS管M8的漏极和NMOS管M9的栅极相接；NMOS管M8的栅极同时与PMOS管M7的漏极和NMOS管M10的漏极相接，NMOS管M8的漏极同时与PMOS管M11的漏极和NMOS管M9的栅极相接，NMOS管M8的源极与地相连接；NMOS管M9的源极与NMOS管M12的漏极相连接，NMOS管M9的漏极与外加电源相接；NMOS管M12的栅极接偏置电压信号Vbias1，NMOS管M12的源极与地相接。

4.根据权利要求1所述的一种具有极高输出阻抗的电流源，其特征是，所述电流源产生电路是Cascode电流镜，所述Cascode电流镜由四个NMOS管M1、M2、M3和M4和一个电流基准源Iref1构成，NMOS管M1与NMOS管M2构成镜像晶体管，NMOS管M3与NMOS管M4构成镜像晶体管；其中两个镜像的NMOS晶体管M1和M2的源极接地，其栅极互相连接，并且连接到NMOS管M1的漏极，NMOS管M1的漏极接到NMOS管M3的源极，NMOS管M2的漏极接到NMOS管M4的源极；另外两个镜像的NMOS管M3和M4的栅极相互连接，并且连接到NMOS管M3的漏极，NMOS管M3的漏极通过电流基准源Iref1连接外加电源。

5.根据权利要求1所述的一种具有极高输出阻抗的电流源，其特征是，所述电流源产生电路是Wilson电流镜，所述Wilson电流镜由四个NMOS管M1、M2、M3和M4和一个电流基准源Iref1构成，NMOS管M1与NMOS管M2构成镜像晶体管，NMOS管M3与NMOS管M4构成镜像晶体管；其中两个镜像的NMOS晶体管M1和M2的源极接地，其栅极互相连接，并且连接到NMOS管M2的漏极，NMOS管M1的漏极接到NMOS管M3的源极，NMOS管M2的漏极接到NMOS管M4的源极；另外两个镜像的NMOS管M3和M4的栅极相互连接，并且连接到NMOS管M3的漏极，NMOS管M3的漏极通过电流基准源Iref1连接外加电源。

6.根据权利要求1所述的一种具有极高输出阻抗的电流源，其特征是，所述电流源产生电路是Widlar电流源，所述Widlar电流源由两个NMOS晶体管M1、M2和两个电阻R1、R2构成，两个NMOS管M1、M2的栅极互相连接，并且连接到NMOS管M1的漏极，NMOS管M1的源极接地，NMOS管M1的漏极通过电阻R1与外接电源连接；NMOS管M2的源极通过电阻R2与地连接。

7.根据权利要求3所述的一种具有极高输出阻抗的电流源，其特征是，所述电流源产生电路是Cascode电流镜，所述Cascode电流镜由四个NMOS管M1、M2、M3和M4和一个电流基准源Iref1构成，NMOS管M1与NMOS管M2构成镜像晶体管，NMOS管M3与NMOS管M4构成镜像晶体管；其中两个镜像的NMOS晶体管M1和M2的源极接地，其栅极互相连接，并且连接到NMOS管M1的漏极，NMOS管M1的漏极接到NMOS管M3的源极，NMOS管M2的漏极接到NMOS管M4的源极；另外两个镜像的NMOS管M3和M4的栅极相互连接，并且连接到NMOS管M3的漏极，NMOS管M3的漏极通过电流基准源Iref1连接外加电源；

NMOS管M4的漏极同时与PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极相连；整个电流源的输出端为NMOS管M4的漏极、PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极的共同连接点。

8.根据权利要求3所述的一种具有极高输出阻抗的电流源，其特征是，所述电流源产生电路是Wilson电流镜，所述Wilson电流镜由四个NMOS管M1、M2、M3和M4和一个电流基准源Iref1构成，NMOS管M1与NMOS管M2构成镜像晶体管，NMOS管M3与NMOS管M4构成镜像晶体管；其中两个镜像的NMOS晶体管M1和M2的源极接地，其栅极互相连接，并且连接到NMOS管M2的漏极，NMOS管M1的漏极接到NMOS管M3的源极，NMOS管M2的漏极接到NMOS管M4的源极；另外两个镜像的NMOS管M3和M4的栅极相互连接，并且连接到NMOS管M3的漏极，NMOS管M3的漏极通过电流基准源Iref1连接外加电源；

NMOS管M4的漏极同时与PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极相连；整个电流源的输出端为NMOS管M4的漏极、PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极的共同连接点。

9.根据权利要求3的一种具有极高输出阻抗的电流源，其特征是，所述电流源产生电路是Widlar电流源，所述Widlar电流源由两个NMOS晶体管M1、M2和两个电阻R1、R2构成，两个NMOS管M1、M2的栅极互相连接，并且连接到NMOS管M1的漏极，NMOS管M1的源极接地，NMOS管M1的漏极通过电阻R1与外接电源连接；NMOS管M2的源极通过电阻R2与地连接；

NMOS管M2的漏极同时与PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极相连；整个电流源的输出端为NMOS管M2的漏极、PMOS管M5的源极和PMOS管M7的栅极的共同连接点。

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