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镜像电流源

上图是同一个镜像电流源，只是画法不一样。

镜像电流源由 两只特性完全相同的管子$T_0$ 和 $T_1$构成，并以两管的集电极电流$I_{c0}$ 和 $I_{c1}$ 呈现 镜像关系 而得名。

镜像电流源的作用:

1. 为各级提供合适的静态电流
2. 作为有源负载取代高阻值电路，提高放大电路的放大能力

静态分析

观察该图可知:
该电路由两个特性完全相同的管子$T_0$和$T_1$构成，由于$T_0$管的管压降$U_{ce0}$与其b-e间电压$U_{be0}$相等，从而保证$T_0$管工作在放大状态，而不可能进入饱和状态，故其集电极电流$I_{c0}=\beta_0 I_{b0}$。
图中$T_0$和$T_1$的b-e之间的电压相等，故它们的基极电流$I_{b0} = I_{b1} = I_{b}$，而由于电流放大倍数$\beta_0 = \beta_1 = \beta$，故集电极电流$I_{c0} = I_{c1} = I_{c} =\beta I_b$。可见，由于电路的这种特殊接法，使I$I_{c0}$与 $I_{c1}$呈镜像关系，故称此电路为 镜像电流源。
其中 $I_{c1}$ 为输出电流。

上图 $I_R$(叫 基准电流 有的书叫 $I_{ref}$) 的推导过程:
$I_R = \frac{V_{cc} - U_{ce}}{R} = \frac{V_{cc} - U_{be}}{R}$

因为 上面的 C点和B点 短接了，所以 $U_{ce} = U_{be}$ 。

上图温度补偿的过程分析:
1.温度升高时，基极电流不变的情况下，因为$\beta$ 和 穿透电流都增大了，所以集电极电流$I_c$($I_{c0}$ 和 $I_{c1}$) 增大；
2.根据$I_R = (1+\frac{2}{\beta}) I_c$，因为 $I_c$增大，所以基准电流$I_R$增大；
3.根据$U_{be}=V_{cc}-I_RR$， 基准电流$I_R$增大，所以b-e间的电压$U_{be}$减小；
4.根据$I_c = \beta I_b$，因$U_{be}$减小会导致 $I_b$减小，那么输出电流(集电极电流)$I_c$减小；

上面的过程分析简言之:

结论：
镜像电流源 有 一定的 温度补偿特性，提高了输出电流的$I_{c1}$ 的稳定性。

动态分析

白话: 确定 镜像电流源 在 交流等效(动态) 电路中电阻的阻值。

为了得到交流通路，需要将 直流电源$V_{cc}$短路。

从上图可以知道，镜像电流源在动态电路中，最终等效为一个$r_{ce1}$(假设如果不画$r_{ce1}$，显然相当于最终等效为一个开路的状态，显示不对！) 所以说 $r_{ce1}$ 阻值还是比较大的，那么在 动态电路中， 镜像电流源可以取代 负反馈电阻 $R_e$，从而得到一个好的共模抑制信号(抑制温漂的效果)。

特点

优点：电路简单
缺点：
1.如果要求输出电流$I_{c1}$比较大，根据$I_R \approx I_c$，$I_R$必须增大。根据 $P_R = I_R^2R$ 可知，R上功耗也就增大，这是集成电路中是应当避免的。
2.如果要求输出电流$I_{c1}$比较小，根据$I_R \approx I_c$，$I_R$必须减小。根据 $I_R=\frac{V_{cc}-U_{be}}{R}$，R的数值必然很大，这在集成电路中很难做到。

来源:
https://www.bilibili.com/video/BV1bg411B7sY