镜像电流源(电工电子)
镜像电流源的特点和优缺点
镜像电流源的特点和优缺点 电路特点： 1）T 1与T 2特性相同；
U BE1= U BE2= U BE β1=β2=β I c1= I c2 I B1= I B2= I B
2）R 和T 1共同构成T 2的偏置电路；
3）T 1管的c-b 相连，使U cb1=0，这是一个临界饱和状态，I c =βI β的关系仍然存。
电路分析：
]21[]21[22111ββ+=+=+=-=C C B c BE cc R I I I I R U V I R R C I I I =+=∴2
2ββ
（即二者之间如同“镜像”般的关系） 这样，2C I 的大小即可由R U V I I BE cc
R C -== 2来决定。
这个电路有一个基准电流R I ，由电路参数和管参数很容易确定，当找出2C I 与基准电流R I 的“镜像”关系后，很容易知道该电路提供出的偏流大小。
优缺点分析：
优点：结构简单，可以提供毫安级电流。
缺点：BE U 是温度的函数，所以2C I 不“恒流”；β值不大时，12=+ββ
易造成较在的误差。
镜像电流源原理及其应用电路
镜像电流源原理及其应用电路
摘要
图像电流源（Image-Current Source，ICS）又称电流接口（Current Interface），是一种能够产生电压驱动形式的电流输出的半导体放大电路。
ICS技术可以有效地实现外部TI（系统板）和内部TI（模拟集成电路）的电压成分之间的零阻抗接口，它可以用来实现高效率的功率模块和高速电流控制，因而ICS技术可以在中继链路放大器、数字信号放大器、功率放大器、低噪声放大器等各种电路/系统中得到重要应用。
一、图像电流源技术原理
图像电流源（ICS）技术是一种利用模拟放大电路实现电压驱动电流输出的新技术，主要由模拟电路实现电压转换成电流的功能。
它的工作原理是将电压输入变换成放大的电流，并将该电流输出，该电流的输出功能就是通过精确控制电流放大器的输入输出电压驱动电流，从而实现电压驱动电流的放大功能。
ICS的优点主要表现在：首先，它可以有效地实现外部TI（系统板）和内部TI（模拟集成电路）之间的零接口阻抗，从而可以改善电路的稳
定性和噪声性能；其次，它可以有效地实现电流放大，可以有效地改善功率模块的效能；最后，它可以实现高速电流控制，从而可以改善电路的运行效果。
二、图像电流源应用电路。
镜像电流源
1. 工作原理分析 设T1、T2的参数完全相同，即：
VCC IREF IC1 T1 IC2
β1 = β 2 = β
RC
VBE1 =VBE2
I C1 = I C2 = I C
I B1 = I B2 = I B
I E1 = I E2
+ I VBE1 B1 IB2
I CEO1 = I CEO2
T2
非常小（μA 级），可忽略
-
VBE
IB1 IB2 Re3
-
VBE IREF − (1+ β )Re3 ≈ IREF IC2 = 2 2 1+ 1+ (1+ β )β (1+ β )β
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3. 带缓冲级的镜像电流源 若取β 10， 若取β＝10，则 IC2 ≈ 0.982 IREF 而原电路若也取β 而原电路若也取β＝10 由于 IC2 =
IC2 = IC1 = IREF − IB
T3 IE3
+ IRe3
+
VBE
T2
-Байду номын сангаас
VBE
IB1 IB2 Re3
-
IE3 而 IB = 1+ β
又 IE3 = IB1 + IB2 + IR
= 2IB + IRe3
e3
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当满足条件β>>2时， 时 当满足条件 有 I C 2 ≈ I REF
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镜像电流源的特点
镜像电流源的特点
哇塞，咱今天来说说镜像电流源的特点呀！这可是个超级有意思的东西呢！你想想，电流就像水流一样在电路里流淌，而镜像电流源呢，就像是一个神奇的控制开关，能让电流按照特定的方式流动。
比如说吧，你家的电灯为啥能稳定地发光呢？这里面就可能有镜像电流源的功劳哦！
镜像电流源有个特别棒的特点，就是它的输出电流非常稳定啊！这就好
比你走路，一步一个脚印，稳稳当当的。
不管周围环境怎么变化，它都能保持那个电流不变。
哎呀，你说厉不厉害？比如在一个复杂的电路系统中，各种元件都在工作，电压啊什么的可能会有波动，但镜像电流源就能稳住阵脚，让电流乖乖听话。
还有呀，它具有很好的温度稳定性呢！这不就跟人一样嘛，不管天气冷热，咱都能适应，都能好好的。
就像在炎热的夏天，电路其他部分可能会受到温度影响，但镜像电流源却能依然坚守岗位。
“嘿，温度变又怎样，我可不怕！”它就是这么牛气。
镜像电流源的精度也很高哦！这就像是一个超级精确的时钟，分秒不差。
你看那些需要高精度电流控制的设备，不就得靠它嘛。
比如说一些精密的测
量仪器，差一点都不行呢，这时候镜像电流源就派上大用场啦！“哼，精准就是我的代名词！”
总之，镜像电流源可真是个厉害的角色呀，在电路世界里发挥着不可或缺的作用。
不管是稳定电流、抵抗温度影响还是保证精度，它都能出色完成任务。
所以说呀，不懂镜像电流源，那可就不能算是真正了解电路哦！。
镜像电流源工作原理
镜像电流源工作原理镜像电流源是一种电子电路中常用的电流源，它的工作原理是通过特定的电路结构和元件组合来模拟一个等值的电流源。
镜像电流源可以将一个电流源的电流镜像地复制到另一个电路分支中，从而实现电路中的电流分配和电阻匹配。
镜像电流源主要由一个负反馈放大器和一个电流源组成。
在这个电路中，负反馈放大器的输出电流被反馈到电流源上，通过调节电流源的控制电压，使得电流源的输出电流等于负反馈放大器的输出电流。
这样，负反馈放大器的输出电流和电流源的输出电流就形成了一个等效的电流源。
具体来说，镜像电流源的工作过程可以分为三个步骤：1. 输入电流：首先，在电路中输入一个电流信号。
这个电流信号可以来自于一个外部的电流源，或者是其他电路分支中的电流。
2. 反馈电流：在负反馈放大器中，输入电流经过放大器的放大作用，会产生一个相应的输出电流。
这个输出电流被反馈到电流源上，通过负反馈的作用，使得电流源的输出电流与放大器的输出电流相等。
3. 输出电流：最后，电流源输出的电流通过负载电阻进一步分配到电路的其他分支中。
由于电流源的输出电流等于放大器的输出电流，并且电流源的输出电流是恒定的，所以通过电流源的输出电流可以实现电流分配和电阻匹配的功能。
镜像电流源的工作原理可以通过一个简单的电路实例来说明。
假设有一个由NPN晶体管组成的镜像电流源，以及一个负载电阻RL。
晶体管的基极接入输入电流信号，发射极接地，集电极接入电流源。
当输入电流进入基极时，晶体管会放大这个电流，并通过集电极输出。
输出电流经过负反馈作用，使得电流源的输出电流与放大器的输出电流相等。
输出电流再通过负载电阻RL，进一步分配到电路中的其他分支中。
通过镜像电流源的工作原理，可以实现电路中的电流分配和电阻匹配。
在实际应用中，镜像电流源广泛用于放大器电路、运算放大器、差分放大器等各种电子电路中。
它可以有效地提高电路的性能和稳定性，并且能够抵消由于温度变化、器件参数不匹配等因素引起的电流漂移和偏移。
镜像电流源工作原理
镜像电流源工作原理
镜像电流源是电子学中常见的一种电路元件，它可以模拟出一个与输入信号相反的电流。
镜像电流源的工作原理基于反馈机制，通过调节电路中的元件参数，使得电路中的电流与输入信号相反，从而实现镜像电流的效果。
镜像电流源常用于电路设计中的一些特定场景，例如差分放大器、共射放大器等。
在这些电路中，为了实现一些特定的功能，需要在电路中产生一个与输入信号相反的电流。
而镜像电流源可以通过反馈机制，实现电路中的电流与输入信号的反向关系。
在镜像电流源的设计中，常使用二极管、晶体管等元件来实现。
以晶体管为例，当输入信号为正向时，晶体管中的电流会减小，而当输入信号为负向时，晶体管中的电流会增大。
通过适当选择晶体管的参数和电路结构，可以实现输入信号与电路中的电流的反向关系。
镜像电流源的工作原理可以简单地理解为，通过调节电路中的元件参数，使得输入信号进入电路后，电路的输出电流与输入信号的电流方向相反。
这样，就可以在电路中实现一个与输入信号相反的电流源。
要实现一个有效的镜像电流源，需要根据具体的电路设计要求来选择合适的元件和参数。
在实际应用中，工程师需要根据电路的要求，选择合适的元件并进行电路设计和调试。
同时，还需要考虑电路的
稳定性、可靠性和成本等因素，以及对电路性能的要求。
总结起来，镜像电流源是一种常见的电子电路元件，它可以实现一个与输入信号相反的电流。
通过反馈机制和适当的元件选择和参数调节，可以在电路中实现镜像电流的效果。
在电路设计中，合理使用镜像电流源可以帮助实现一些特定的功能，提高电路性能和稳定性。
微电流源电路
VCC R IR iC1
iC2= IO
T1
T2
R1
iE1 iE2 R2
画交流通路
i
T1
T2
R R1
iE1 iE2
R2
v
画交流等效电路
re rb'e
R
R1
gmvb'
e
i
rce 2v
R2
图中，T1 接成二极管，它呈现的交流电阻为re1，由图可见
i
g m vb 'e 2
(v
ve )
1 rce2
其中，
引起β值的减小，并且又不能增大iB3 ，一般都在T3 管的发 射极上接一个适当的电阻RE ，则 iE3 的电流为：
iE 3
VBE ( on ) RE
使 iE3 适当的增大。
VCC IR R iC1 iB3
T1 iB1
iC2= IO T3 iE3
T2 iB2 RE3
3、比例式镜像电流源
在实际应用中，经常需要 IO 与 IR 成特定比例关系的镜 像电流源电路。
VCC
1、基本镜像电流源电路：
R IR
如图所示
iC1
电路结构： T1 与 T2 应该选取参数完全匹配的
T1
晶体三极管。
iC2= IO T2
其中，T1 的集电极和基极相 连，接成二极管的形式，并且 由VCC 通过R 提供电流 IR 。
分析：
（1）、精度和热稳定性
VCC R IR iC1
T1
iC2= IO T2
IR=0.2mA。试计算 R 、R2 。
根据电路
IR
VCC
VBE(on) R
镜像电流源电路
镜像电流源电路
镜像电流源电路是一种电路结构，通常用于产生稳定的电流源。
其基本原理是通过反转输入电流信号的极性，使两个晶体管工作在同
样的电流下，从而产生稳定的电流输出。
镜像电流源电路所能提供的
电流输出非常稳定，因此在许多电子设备中得到广泛应用。
镜像电流源电路的基本构成是两个晶体管，一个电阻和一个电源。
这些元件通过特定的布局方式相互连接。
其中，一个晶体管作为基准
电流源，被称为主晶体管；另一个晶体管被称为镜像晶体管，扮演着
反向控制输入电流的作用。
在镜像电流源电路中，主晶体管和镜像晶
体管接在一起，并通过电阻相互连接。
这种电路的结构类似于二级管，主要用于控制/放大电流。
镜像电流源电路被广泛应用于集成电路中。
在集成电路中，由于
电子元件的小尺寸和高密度，需要使用高效且高度集成的电路方案。
镜像电流源电路由于充分利用晶体管的主要特性，能够实现更稳定的
电流输出。
在集成电路中，镜像电流源的校准通常是由其他电路元件
来完成的，这样可以提高电路的精度和性能。
总而言之，镜像电流源电路是目前非常常用的电路结构之一。
它
在集成电路领域具有重要的应用，可以实现稳定、高效、高度集成的
电路设计。
同时，该电路考虑了电子元件的工作原理和电路布局，使
得它在各种应用场景中都能够取得非常好的性能表现。
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缺点
二、微电流源电路
在镜像电流源的基础上， 在镜像电流源的基础上，在T2的发射级引 入电阻Re2，由 UBE2<UBE1，可知IO<IR。 根据PN结伏安特性方程 根据PN结伏安特性方程 PN ＋VCC
第三节
IR
T1
R
T2
IO
当UBE>
2
IS1=IS2, S2,
又知 UBE1－ UBE2＝IE2Re2 则
T3 ， 负载
结论
输出信号电流和放大倍数比单端输出时大 了一倍，这种电路称为单端化电路。 了一倍，这种电路称为单端化电路。
IC1=IC2=IO， 则 IR为 ：
R
IB1
IB2
或
第三节
>>2， 如果β>>2，且VCC >> UBE，则
＋VCC
IR IC1
T1
R IB1 IB2
IO
T2
结论 优点
参考电流IR固定，输出电流IO固定 固定，
IR改变，输出电流IO改变 改变，
镜像电流源
结构简单、两管参数对称， 结构简单、两管参数对称，符合集成电路 的特点。 的特点。 1.受电源影响大；2.集成工艺难以实现； 1.受电源影响大；2.集成工艺难以实现； 受电源影响大 集成工艺难以实现 3.电流源的输出电阻不够大； 3.电流源的输出电阻不够大； 电流源的输出电阻不够大 4.输出电流与基准电流误差较大。 4.输出电流与基准电流误差较大。 输出电流与基准电流误差较大
电 子
第三节
电流源电路可以用于
电流源电路
各种放大器的偏置电路 取代电阻作为有源负载
一、镜像电流源电路 二、微电流源电路 三、多路电流源电路 四、有源负载电路
一、镜像电流源电路
＋VCC
第三节
T1和T2两管特性完全一致， 两管特性完全一致，
IO IR IC1
T1 T2
UB1=UB2，故有 IB1=IB2=IB，
或
又
IR＝ IC1＋ IB1＋ IB2＝ IE1＋ IB2≈ IE1， IO ≈ IE2，
代入上式得
第三节
微电流源电路的特点 变化时， 也要变化， （1）当电源电压UCC变化时，虽然IR和IC1也要变化， 的负反馈作用， 的变化将要小得多， 由于Re的负反馈作用，IC2的变化将要小得多，提高 了恒流源对电源变化的稳定性。 （2）当温度上升时，IO将要增加，此时UBE1和UBE2均 当温度上升时， 将要增加， 将下降， 的增加有抑制作用， 将下降，所以对IO的增加有抑制作用，提高了恒流 源对温度变化的稳定性。 源对温度变化的稳定性。 引入电流负反馈， （3）由于Re引入电流负反馈，因此微电流的输出电 阻比T2本身的输出电阻rce要高得多。更接近理想的 要高得多。 恒流源。 恒流源。
Rb
+
第三节
＋VCC T2 T3
IC2
T1
IC1
+
IR R
ui
_
RL
u0
_
电路中并不需要很高的电源电压， 相配合， 电路中并不需要很高的电源电压，只要VCC与R相配合， 就可设置合适的集电极电流ICQ1。 注意 的分流作用， 当电路带上负载RL后，由于RL对IC2的分流作用，ICQ1 将有所变化。 将有所变化。
大致相同， 由于这几个管子的UBE大致相同，因此有
IE1R1 ≈ IE2R2≈ IE3R3≈ IE4R4
确定后， 当IE1R1确定后，各支路可以通过选择合适的电阻来获 得不同数值的电流。 得不同数值的电流。
四、有源负载电路
（一）有源负载共射放大电路 基准电流 空载时T 空载时T1管的静态集电 极电流
三、多路电流源电路
＋VCC
第三节
IR
T1
R
I2
T2
I3
T3 T4
I4
R1
R2
R3
R4
用一个参考电流去获得 多个电流， 多个电流，而且各个电 流的数值可以不相同。 流的数值可以不相同。 如左图所示，其中， 如左图所示，其中，T1 构成参考电流源。 构成参考电流源。
UBE1 + IE1R1 = UBE2 + IE2R2 ＝ UBE3 + IE3R3 ＝ UBE4 + IE4R4
＋VCC
ΔUI=0时： =0时 IC1=IC2≈I／2； ／ ； 为电流源： T3，T4为电流源：IC1=IC4； 的静态电流： RL的静态电流： Io=Ic4- Ic2=0
动态电流
iC3 iC1 u_i
+
T3
T1
iC4 iC2
T4 i O
+
T2
RL
uo
_
I －VEE
＝－∆I ≠0时 当ΔUI≠0时： iC1=IC1+∆IC1, iC2=IC2+∆IC2, ∆IC1＝－ C2； T4为电流源：∆IC4＝∆IC1； 为电流源： RL动态电流：∆IO＝ ∆IC4－∆IC2＝ ∆IC1－（－ ∆IC1）＝ 2∆IC1 动态电流：
第三节
Rb
+
Ui Ib rbe1
_
⋅
⋅
β1 Ib
rce1 rce2 rce3
⋅
+
⋅
Uo
_
若负载RL很大 若RL<<(rce1//rce2)则 结论 几乎全部流向负载， T1管集电极动态电流 β1 Ib 几乎全部流向负载，有源 负载使 大大提高。 大大提高。
⋅
（二）有源负载差分放大电路
静态电流
第三节