当前课程知识点：模拟电子技术基础(基础部分) > 第七部分 > 4.14电流源电路—镜像电流源、微电流源 > 4.14电流源电路—镜像电流源、微电流源
前面我们讲了
集成运放里边的输入级
它是由差分放大电路构成的
那么要想使得差分放大电路
抑制共模信号的能力更强
就需要把它的Re电阻
用恒流源的电路去取代
在集成运放里面电流源电路
是构成每一级放大电路
静态电流的电路
所以下面我们来讲电流源电路
首先讲镜像电流源和微电流源
镜像电流源
在电流源电路中
充分利用集成运放中
晶体管性能的一致性
就是我们在前面讲的集成运放
它在结构上特点的时候
曾经说过 说它相邻器件
具有非常好的性能的一致性
这就是镜像电流源
它的特点就是T0管和T1管
它的特性完全相同
也可以说是理想对称
在任何温度下
它们的特性是完全重合的
然后我们再来看它这种特殊的接法
就是T0管的集电极和基极
是用导线连接的
这样一种连接就保证了T0管
始终工作在放大区
其实在小功率放大里边
我们曾经讲过
说如果c-e之间的电压和b-e之间的电压
它相等了
我们可以认为这是一个临界的状态
而在这儿 它主要是为了保证它在放大区
那在这个电路里边
两只管子的基极接在一起
而且它的发射极是接在一起的
于是我们就知道说两只管子的IB一定是相等的
它们的IC也一定是相等的
换一句话说
我知道的T0管的IB IC
我就知道了T1管的IB IC
也就是说T1和T0它们之间是完全一样的
像照镜子一样
所以管这样的一个电路叫做镜像电流源
那在这里IC1这个电流
就是要提供给放大电路的那个电流
比如说在差分放大电路里边
这个地方就是接到两个差分管的发射极上
那下面我们就对这个电流进行分析
首先我们把R这个电阻上的电流
叫做基准电流
这个基准电流写出它的表达式
IR 就应该是VCC 减去b-e之间的电压
再除以电阻R
然后我们再看
由于UBE1等于UBE0
IB1就等于IB0
IC1等于IC0
我们把它定义成为它是IC
下面我们要来看
最终IC和这个基准电流之间
是什么样的关系
然后我们可以写出来这样一个式子
IR还等于什么呢
它等于T0管的集电极电流
加上T0管的基极电流
和T1管的基极电流
然后我们进一步地写
因为IB0加IB1它们是两倍的IB
所以就可以写成为
IR等于IC加上
β分之两倍的IC
于是我们把它变换就得到了
说我们要提供给放大电路那个电流
IC到底有多大呢
它是（β+2）分之β
乘上IR
这就是提供出去的电流
和基准电流之间的关系
那在什么时候我们就可以
近似认为它们相等呢
从式子上我们就可以看到
如果β＞＞2
那么β和（β+2）之间相差无几
我们就可以认为IC近似地等于IR
这就是镜像电流源它的电流关系
那么这个电流稳定不稳定呢
所以我要问一个问题
说这个电路中有没有负反馈呢
应该是有的
为什么呢
我们看那一条线
把集电极和基极接在一起
把出端的那一点 晶体管
输出端的那一点
接回到它自己输入端这一点
反馈不就是把输出量
引回到输入吗
来影响输入吗
我们可以假设说温度升高了
IC增大
IC0增大必然在那个电阻R上的电压增大了
而这个电压增大
使得它的集电极的电位降低
集电极电位的降低
就是它的基极电位的降低
从而使得IB降低 IC降低
这是不是一个直流的反馈过程呢
所以这个电路由于这样一个反馈的过程
会使得它输出给外部电路的IC很稳定
实际上对于一个集成运放
它的输入级静态电流是很小的
几个微安甚至到纳安级了
那么我们就可以想见
如果我们想在镜像电流源里边
得到一个很小的电流
我们唯一的办法就是
加大那个T0管的集电极电阻R
但是我们知道加大到一定程度
我们没有办法加大
因为在集成电路里边
做大电阻是一个挺困难的事情
那我们要求提供一个很小的静态电流
我们又不能给出大电阻
那怎么办呢
有聪明人想了一个办法
说是在这个位置上加上一个电阻
不需要多大的电阻
就可以得到很小的电流
我们看它的原因是什么呢
是Re上头的电压
是UBE0减去UBE1
我们知道这是两个特性完全相同的一对管子
它们b-e之间的电压
导通的时候就是在那么一个很小的范围里
因此它们的差值也就是
降落在Re上头的电压是个很小的电压
于是就不需要多大的电阻
就可以得到很小的电流
这是一个很聪明的办法
我们也可以通过定量的办法去求解它
这是IE1
也可以认为近似的就是输出的IC1的那个电流
它的式子
然后我们可以利用
PN结的那个方程
去得到下边这个式子
因为它们是两只完全相同的管子
所以它们可以用一个公式
那么IE近似的等于IS
IS是PN结的反向饱和电流
e多少次方呢
是UT分之UBE
由于它们是减法的关系
我们可以看到IE0比上IE1
就近似的是IS（乘以）e的
UBE0减UBE1
比上UT（次方）
然后UBE0减UBE1就等于
UTln
IE0比上IE1
等于IE1乘Re
然后我们再把这个式子进行变换
由于IE1近似的是IC1
IE0近似的是IC0
就等于IR
等于VCC减去UBE0比上R
那么这个方程是个超越方程
所以解起来挺麻烦
比如用累试法去解
但是实际上在设计的时候
对于设计人员
这不是一个很困难的事
在设计的时候
你首先要确定IE0是多大
你所要的输出的IE1是多大
然后选定R和Re
关于这个过程
大家可以参考教科书
或者是一些文献
-1.1模拟信号与模拟电路
-1.2模拟电子技术基础课程特点及如何学习该课程
-2.1本征半导体
--本征半导体
-2.1本征半导体--作业
-2.2杂质半导体
--杂质半导体
-2.2杂质半导体--作业
-2.3 PN结的形成及其单向导电性
-2.3 PN结的形成及其单向导电性--作业
-2.4 PN 结的电容效应
-2.4 PN 结的电容效应--作业
-2.5半导体二极管的结构
-2.5半导体二极管的结构--作业
-2.6半导体二极管的伏安特性和电流方程
--2.6半导体二极管的伏安特性和电流方程
-2.7二极管的直流等效电路（直流模型）
-第一部分--2.7二极管的直流等效电路（直流模型）
-2.8二极管的交流等效电路和主要参数
-第一部分--2.8二极管的交流等效电路和主要参数
-实验1-二极管伏安特性的测试
-2.9晶体三极管的结构和符号
-2.9晶体三极管的结构和符号--作业
-2.10晶体三极管的放大原理
-第一部分--2.10晶体三极管的放大原理
-2.11晶体三极管的输入特性和输出特性
-2.11晶体三极管的输入特性和输出特性--作业
-实验2-三极管输出特性的测试
-第一部分--作业
-2.12晶体三极管的三个工作区域及温度对特性的影响
--2.12晶体三极管的三个工作区域及温度对特性的影响
-2.13晶体三极管的主要参数
-第二部分--2.13晶体三极管的主要参数
-3.1放大的概念
--3.1放大的概念
-第二部分--3.1放大的概念
-EDA应用1-2-半导体二极管和三极管特性的测试
-3.2 放大电路的性能指标
--Video
-第二部分--3.2 放大电路的性能指标
-实验3-放大电路（黑盒子）性能指标的测试
-3.3基本共射放大电路的组成及各元件的作用
-3.3基本共射放大电路的组成及各元件的作用--作业
-EDA应用3-在Multisim环境中电路的搭建
-3.4基本共射放大电路的波形分析
-3.4基本共射放大电路的波形分析--作业
-3.5放大电路的组成原则和两种实用的放大电路
--3.5放大电路的组成原则和两种实用的放大电路
-3.6放大电路的直流通路和交流通路
-第二部分--3.6放大电路的直流通路和交流通路
-3.7放大电路的分析方法—图解法
-第二部分--3.7放大电路的分析方法—图解法
-3.8图解法用于放大电路的失真分析
--3.8图解法用于放大电路的失真分析
-3.9直流负载线和交流负载线
-第二部分--3.9直流负载线和交流负载线
-第二周作业
--第二周作业题
-EDA应用4-基本共射放大电路的电压传输特性
-3.10放大电路的等效模型及其建立方法
-第三部分--3.10放大电路的等效模型及其建立方法
-3.11晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）
-第三部分--3.11晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）
-3.12基本共射放大电路的动态分析
-第三部分--3.12基本共射放大电路的动态分析
-3.13学会选用合适的方法来分析电路
-第三部分--3.13学会选用合适的方法来分析电路
-3.14放大电路中静态对动态的影响
--3.14放大电路中静态对动态的影响
-3.15静态工作点的稳定
-第三部分--3.15静态工作点的稳定
-3.16典型的静态工作点稳定电路的分析
--3.16典型的静态工作点稳定电路的分析
-3.17稳定静态工作点的方法
--3.17稳定静态工作点的方法
-EDA应用5-共射放大电路中电阻参数对静态工作点的影响
-第三周作业
-EDA应用6-温度对静态工作点的影响
-实验4-静态工作点稳定共射放大电路的测试
-3.18基本共集放大电路
--3.18基本共集放大电路
-3.19基本共基放大电路
-第四部分--3.19基本共基放大电路
-3.20晶体管基本放大电路三种接法的比较
--3.20晶体管基本放大电路三种接法的比较
-3.21结型场效应管的工作原理
-第四部分--3.21结型场效应管的工作原理
-3.22 N沟道结型场效应管的特性
-第四部分--3.22 N沟道结型场效应管的特性
-3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管（增强型MOS管）
--3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管（增强型MOS管）
-3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管（增强型MOS管）--作业
-3.24 N沟道耗尽型MOS管
-第四部分--3.24 N沟道耗尽型MOS管
-3.25场效应管的分类
-第四部分--3.25场效应管的分类
-第四周作业题
-3.26场效应管放大电路静态工作点的设置方法
-第五部分--3.26场效应管放大电路静态工作点的设置方法
-3.27场效应管放大电路的动态分析
-第五部分--3.27场效应管放大电路的动态分析
-EDA应用7-共源放大电路的测试
-实验5-共源放大电路的测试
-3.28复合管
--3.28复合管
-第五部分--3.28复合管
-4.1多级放大电路的耦合方式—直接耦合
-第五部分--4.1多级放大电路的耦合方式—直接耦合
-4.2多级放大电路的耦合方式—阻容耦合、变压器耦合
-第五部分--4.2
-4.3多级放大电路的耦合方式—光电耦合
-第五部分--4.3多级放大电路的耦合方式—光电耦合
-4.4多级放大电路的动态参数分析
--4.4多级放大电路的动态参数分析
-4.5多级放大电路的讨论
--4.5多级放大电路的讨论
-第五周作业
-实验6-两级放大电路的测试
-4.6集成运放概述—结构特点、电路组成及电压传输特性
-4.6集成运放概述—结构特点、电路组成及电压传输特性--作业
-4.7零点漂移现象及差分放大电路的组成
-第六部分--4.7零点漂移现象及差分放大电路的组成
-4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
--4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
-第六部分--4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
-4.9长尾式差分放大电路的动态分析
-第六部分--4.9长尾式差分放大电路的动态分析
-4.10双端输入单端输出差分放大电路
--4.10双端输入单端输出差分放大电路
-4.11单端输入双端输出差分放大电路及四种接法比较
-第六部分--4.11单端输入双端输出差分放大电路及四种接法比较
-4.12具有恒流源的差分放大电路
-第六部分--4.12具有恒流源的差分放大电路
-4.13差分放大电路的改进
-第六部分--4.13差分放大电路的改进
-EDA应用8-直接耦合多级放大电路的辅助设计
-作业
--第六周作业
-4.14电流源电路—镜像电流源、微电流源
--4.14电流源电路—镜像电流源、微电流源
-4.15电流源电路 —多路电流源
-第七部分--4.15电流源电路 —多路电流源
-4.16有源负载放大电路
--4.16有源负载放大电路
-4.17互补输出级的电路组成及工作原理
-4.17互补输出级的电路组成及工作原理--作业
-4.18消除交越失真的互补输出级和准互补输出级
-第七部分--4.18消除交越失真的互补输出级和准互补输出级
-4.19放大电路读图方法及双极型集成运放原理电路分析
-第七部分--4.19
-4.20单极型（CMOS）集成运放原理电路分析
--第七部分 4.20单极型（CMOS）集成运放原理电路分析
-4.21集成运放的主要性能指标
-第七部分--4.21集成运放的主要性能指标
-4.22集成运放的分类
-第七部分--4.22集成运放的分类
-4.23集成运放的保护电路以及低频等效电路
--第七部分 4.23集成运放的保护电路以及低频等效电路
-作业
-5.1频率响应的有关概念
--第八部分 5.1频率响应的有关概念
-5.2晶体管的高频等效电路
-第八部分--5.2晶体管的高频等效电路
-5.3晶体管电流放大倍数的频率响应
-第八部分--5.3晶体管电流放大倍数的频率响应
-5.4单管共射放大电路的中频段
-5.4单管共射放大电路的中频段--作业
-5.5单管共射放大电路低频段的频率响应
-第八部分--5.5单管共射放大电路低频段的频率响应
-5.6单管共射放大电路高频段的频率响应
-第八部分--5.6单管共射放大电路高频段的频率响应
-5.7单管共射放大电路的波特图及带宽增益积
-第八部分--5.7单管共射放大电路的波特图及带宽增益积
-5.8单管共源放大电路的频率响应
--第八部分 5.8单管共源放大电路的频率响应
-5.9多级放大电路的频率响应
-5.9多级放大电路的频率响应--作业
-5.10关于频率响应的讨论
-第八部分--5.10关于频率响应的讨论
-EDA应用9-两级放大电路频率响应的测试
-实验7-两级放大电路频率响应的测试
-第八周习题
-6.1什么是反馈
--6.1什么是反馈
-6.1什么是反馈--作业
-6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
--6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
-第九部分--6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
-6.3交流负反馈的四种组态
-第九部分--6.3交流负反馈的四种组态
-6.4有无反馈、直流与交流反馈的判断
-6.4有无反馈、直流与交流反馈的判断--作业
-6.5正反馈和负反馈的判断
-第九部分--6.5正反馈和负反馈的判断
-6.6交流负反馈四种组态的判断
-第九部分--6.6交流负反馈四种组态的判断
-6.7分立元件放大电路中反馈的分析
-第九部分--6.7分立元件放大电路中反馈的分析
-6.8负反馈放大电路的方框图及一般表达式
-第九部分--6.8负反馈放大电路的方框图及一般表达式
-6.9基于反馈系数的放大倍数的估算方法
-第九部分--6.9基于反馈系数的放大倍数的估算方法
-第九周作业
-6.10基于理想运放的电压放大倍数的计算方法
--第十部分 6.10基于理想运放的电压放大倍数的计算方法
-6.11深度负反馈放大电路电压放大倍数的讨论
--第十部分 6.11深度负反馈放大电路电压放大倍数的讨论
-6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
--6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
--第十部分 6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
-6.13引入交流负反馈展宽频带、减小非线性失真
--第十部分 6.13引入交流负反馈展宽频带、减小非线性失真
-实验8-交流负反馈对放大电路性能的影响
-6.14如何根据需求引入负反馈
--第十部分 6.14如何根据需求引入负反馈
-6.15负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
--第十部分 6.15负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
-6.16负反馈放大电路稳定性分析
--第十部分 6.16负反馈放大电路稳定性分析
-6.17简单滞后补偿
--第十部分 6.17简单滞后补偿
-6.18放大电路中的正反馈
--第十部分 6.18放大电路中的正反馈
-第十周作业
-期末考试
--期末作业
