模电基础：电流源电路
目录
一、基本镜像源电路
（1）基本结构及原理
（2）常见的问题
1.电流是复制而非凭空产生
2.基准管的集电结零偏的原因
3.为什么不用将镜像三极管偏置到放大区？
4.绝对不能将镜像三极管的基极和集电极短接？
二、微小电流源
三、对β与n不敏感的改进型镜像电流源
在上一节我们学习了差分放大电路的组成及其原理。但是最后提到如果是单端输出且想要提高共模抑制比，则需要增大Re的阻值。于是我们采取用恒流源来替代这个Re，因为电流源的内阻可以看做无穷大，且只需要设置好了合适的电流iE，三极管会自动的趋向其工作曲线达到合适的偏置电压。
其实不仅仅是在差分放大电路中会用到恒流源，还记得我们曾提到集成运放中有一个偏置电路吗？他就是电流源电路，也就是说在继承运放中的所有偏置点（静态工作点）都是由我们电流源电路来完成的。
但是恒流源电路是怎么设计出来的呢？本篇文章我们将讲解4种常见的电流源电路，帮助新手快速入门。
一、基本镜像源电路
（1）基本结构及原理
通过两个“双胞胎”三极管的共基极接法+基、集短接达到了让左右两边三极管的各个参数一致的结果。如果将更多的三极管基极连接到图中的公共点处，则能“复制”出更多电流一模一样的电流源，一旦修改R或VCC，他们将同步跟随变化，不会出现独立电流源的误差问题。
不过需要注意如果接入了过多的三极管，则n个ib需要平分，导致iC与iR不能看做近似相同了，因为此时β不是远大于n了。
β需要理想较大，使得β>>n
这里的镜像指的是iC1对iR的复制。我们刚刚说如果接入过多的三极管时候，这近似性会变差，也就无法保证镜像这个特点了，所以这也是缺陷。
R具有一定负反馈（温度反馈）作用
与之前所学电路类似，当温度升高时，iC0增大，使得R分压增大，导致c（b）点电位降低，即UBE=UCE降低，引起iB减小，最终使得iC减小，达到和以前几乎一致的稳定点，起到负反馈作用。
微小电流不适用
通过上面的计算结果发现，复制出来的iC与电阻R、电源VCC息息相关。而在集成运放中电流往往需要一个很小的值，可能在微安级别。此时就需要一个特别大的电阻R。而恰好在工业中制作大电阻是不稳定且不方便的，所以该基本镜像源电路不能使用与微小电流。
（2）常见的问题
1.电流是复制而非凭空产生
在最初看到这个基本镜像源电路的时候，我产生了一个疑问：为什么不能让每个管子自己工作在放大区后，然后把基极连接到一起，并且在这里输入一个电流让他们均分成iB输入基极电流。明明这样可以保证各个三极管的输出电流完美一致。
后来我明白一个点：R上的电流iR≈iC是已经产生的电流。即iR本身已经存在了，我们现在想要将这个iR复制一份出来，所以在iR的下方接入了一个基准三极管，并对称补充一个镜像三极管，做到对iR的复制。而非凭空产生一些相同的电流。由于iR约等于iC，所以并不会对原本已经存在的电流产生明显影响，既保证了复制又保证了原本电流的稳定。
2.基准管的集电结零偏的原因
了解过三极管的人都知道，想要三极管工作在放大区的必要条件是：发射结正偏，集电结反偏，这样就能保证发射极有源源不断的载流子射往基极，然后在增强后的内建电场影响下载流子往集电极移动，形成iC。看似这里集电结0偏会降低对自由电子的吸引能力，即放大倍数β会稍微降低，但是由于内建电场的存在，以及远宽于基区的集电极，仍然能有大量自由电子被吸引，工作在放大区。
可是无论如何，让基准三极管工作在集电结反偏不应该更好吗？其实本质是这样会引入更多的不稳定因素，需要人手动调节电压、电阻的大小。而简单的短接操作既不用引入更多元素，又能保证其工作在放大区。至于这略微减小的一点β不足为虑。
这种零偏的操作是工程与理论的平衡点。
3.为什么不用将镜像三极管偏置到放大区？
我们会发现这里似乎没有将T1（右边的镜像三极管置于合适的偏置电压）。这是因为它仅仅是把基本镜像源的核心剥离出来方便观察，在实际应用中，复制出来的电流一定会接一个负载，而这个负载的电路会要求负载位置的电位较高，即高于基极形成集电结反偏。
4.绝对不能将镜像三极管的基极和集电极短接？
可以看到左边的基准三极管是短接了的，但这样短接不影响其回路工作，如果将右边也短接，则两个三极管都被短接，电流iR从左边流入，右边直接流出了。看似右边得到了想要的电流，但实际上还是原本的电流，没有起到复制的作用。甚至还有可能导致负载电流影响原本的基准电流。
二、微小电流源
针对上述基本镜像电流源想要产生微小电流，则需要使用较大电阻才能得到，而工业中大电阻制作比较困难，且误差较大，不利于精准控制。
所以人们在基本镜像源电路上加以改进，有人想到，既然三极管本身不可能完美对称，那么这个中间的差值是否可以作为微小电压呢？当接入Re的时候，豁然开朗。
注意：这里看似只在右端接入了Re，但当右边的ib发生改变的时候，使得基极电位发生改变，而两个三极管基极又是短接的，所以右边的电流变化就传导到了左边，使得左边同步发生改变。但左边又没有Re0，所以管压降UBE=B的基极电位，刚好造就了微小电流源。
如果左边也同时增加一个Re，则会变得复杂，iE1不再不再单纯由UBE0、UBE1和Re来决定了。为了简便计算我们常常说的微小电流源是不带左边的Re的。
三、对β与n不敏感的改进型镜像电流源
由于上面提到：当把n个镜像三极管同时接到公共的基极时，会造成β不能看做远大于n，所以输出的电流并不能完全等效于输入电流iR，会有一定的损耗。
究其原因是多个每一个iB，都会从iR到iC的支路中分走一个iB，iB越多，ic与iR的差值就越大，而输出的是iC，也就和iR不能完全相同了。那么我们如果把这个分走的n个iB，用一个共射放大电路来替代，则需要分到的iB会很小很小。
除此之外，常常还有威尔逊电流源，他对于β也不敏感，但是作为初学者，我觉得和这里的连贯性不够强，所以没有深入了解，大家有兴趣可以自己查查资料。