鏡像電流源工作原理,作用詳解-KIA MOS管

鏡像電流源

鏡像電流源（current mirror）也叫做電流鏡，是一種利用兩個（或多個）性能相同的晶體管產生恒流源的電路。不過，鏡像電流源一般只應用于IC內部的設計（比如運放的設計），很少在分立元件電路中使用。因為分立元器件很難找到兩個性能一模一樣的對稱晶體管，而在IC內部中做兩個特性基本一致的片上晶體管是可以做到的。

鏡像電流源工作原理

基于三極管的特性，通過一個基準電流源產生一個參考電流，然后通過鏡像效應在另一個三極管的集電極得到一個與參考電流相近的電流。具體來說，電源Vcc通過電阻R和VT1產生一個基準電流Iref，然后通過鏡像電流源在VT2的集電極得到相應的Ic2，作為提供給某個放大器的偏置電流。

基準電流的產生：電源Vcc通過電阻R和VT1產生一個基準電流Iref。

鏡像效應：VT1和VT2的基極電流相等（Ib1=Ib2=Ib），因此它們的集電極電流也相等（Ic1=Ic2=Ic）。當β（三極管的放大倍數）遠大于2時，可以近似認為Ic2≈Iref=[VccUbe1]R。

鏡像電流源怎么消除外界影響來穩定三極管？

電源 Vcc通過電阻R和VT1產生一個基準電流 I ref；

然后通過鏡像電流源在VT2的集電極得到相應的Ic2，作為提供給某個放大器的偏置電流。

Ib1 =Ib2=Ib

Ic1 =Ic2=Ic

═〉Ic1 =Ic2=Iref -2Ib=Iref-2(Ic2/β)

得：Ic2≈Iref×[1 ÷﹙1+2/β﹚]

當β＞＞2時，可得：

Ic2≈Iref=[Vcc-Ube1]÷R

由于輸出恒流Ic2和基準電流基本相同他們如同鏡像的關系所以這種恒流電路稱為鏡像電流源。

由上式可見，當Vcc和R的數值確定之后，三極管T0的集電極電流有確定的值IR。因電路的對稱性，三極管T1集電極的電流與三極管T0集電極電流成鏡像關系，也隨著有確定的值IC。 鏡像電流源電路結構簡單，應用廣闊，但存在著IC大時，電阻R上的功耗也大的缺點。改進的方法是在兩三極管的發射極上增加電阻Re，使鏡像電流的關系變成比例的關系，組成比例電流源電路。

鏡像電流源廣泛應用于集成電路中，主要用于向各個放大級提供合適的偏置電流，確定各級靜態工作點。它能夠消除外界影響，穩定三極管的工作狀態。此外，鏡像電流源還可以用于限流電路，確保電路在特定電流下穩定工作。

鏡像電流源的作用

提供穩定的電流源：鏡像電流源能夠提供一個穩定的電流輸出，這在模擬電路和射頻電路設計中非常重要。通過電流源可以實現電路中的偏置和放大等基本功能，確保電路在正常工作時的輸出電流穩定。

消除溫度漂移：在不同溫度環境下，電路元件的參數會發生變化，導致電流源輸出電流發生偏移或變化。鏡像電流源可以通過其特性消除因溫度變化引起的電流漂移，特別是在高精度電路設計領域，這種特性非常重要。

實現增益控制和電流模式的變換：鏡像電流源可以用于實現增益控制和電流模式的變換。在電流互感器中，通過調整輸出電流值，可以實現不同靈敏度的測量。

高輸入阻抗：由于鏡像電流源具有高輸入阻抗，它可以起到電路隔離的作用，防止信號干擾，同時提高電路的靈敏度。

提供偏置電流：在集成電路中，鏡像電流源常用于為各個放大級提供合適的偏置電流，確定各級靜態工作點。這有助于提高放大器的性能和可靠性。

溫度補償作用：鏡像電流源有一定的溫度補償作用，能夠在一定程度上減少溫度變化對電路性能的影響。

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