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一轮小专题专项复习考点25
——三极管镜像恒流与自锁电路
三极管镜像恒流电路
三极管的镜像恒流是一种常见的电路配置。它可以实现恒流的输出。这种电路的原理是利用三极管的放大特性和负反馈原理。通过负载电阻和电流源的配合。使输出电流保持恒定。
1.镜像恒流的含义
2.结构
在三极管镜像恒流电路中，一般使用两个三极管来构成。其中一个三极管被称为输出管，负责输出电流；另一个三极管被称为驱动管，负责调节输出电流。驱动管的基极和输出管的基极通过一个电阻连接在一起，形成了反馈电路。输出管的发射极通过一个电阻与负载电阻相连，形成了电流输出。
3.原理分析
如图所示为镜像恒流源电路，它由两只特性完全相同的管子VT0和VT1构成，由于VT0管的c、b极连接，因此Vb=Vc，即VT0处于放大状态，集电极电流IC0=β0*IB0。另外，管子VT0和VT1的基极分别连接，所以它们的基极电流IB0=IB1=IB。设电流放大系数β0=β1=β，则两管集电极电流IC0=IC1=IC=β*IB。可见，由于电路的这种特殊接法，使两管集电极IC1和IC0呈镜像关系，故称此电路为镜像恒流源（IR为基准电流，IC1为输出电流）。
【缺点】镜像恒流源电路简单，应用广泛。但是在电源电压一定时，若要求IC1较大，则IR势必增大，电阻R的功耗就增大，这是集成电路中应当避免的；若要求IC1较小，则IR势必也小，电阻R的数值就很大，这在集成电路中很难做到。
比例恒流源电路
如图2所示为比例恒流源电路，它由两只特性完全相同的管子VT0和VT1构成，两管的发射极分别串入电阻Re0和Re1。比例恒流电路源改变了IC1≈IR的关系，使IC1与IR呈比例关系，从而克服了镜像恒流源电路的缺点
【优点】Re0和Re1是电流负反馈电阻，因此与镜像恒流源电路相比，比例恒流源的输出电流IC1具有更高的稳定性
图2
微变恒流源电路
若Re0很小甚至于为零，则Re1只采用较小的电阻就能获得较小的输出电流，这种电路称为微变恒流源，如图3所示。集成运放输入级静态电流很小，往往只有几十微安，甚至更小，因此微变电流源主要应用于集成运放输入级的有源负载。
4.应用
镜像恒流电路具有恒定的电流输出，良好的稳定性和可靠性。通过调节电路参数来实现不同的电流输出，具有一定的灵活性和可调性。
常用于功率放大器、稳压电源等
稳压电源
二、三极管自锁
电路中，即使断开了原有的基极回路，由于R5的存在，会形成新的基极回路维持两个三极管的导通，只有当VT1的基极接地，三极管VT1和VT2才截止。对于小灯泡，发光和不发光阻值差别非常大。不发光是小电阻，发光可以作为大电阻处理。
两个三极管的自锁电路模型
【考点聚焦】
1.（2023.01真题）.如图所示是小明设计的台灯模型的电路,工作时VT1、VT2均导通。下列分析中不合理的是（ ）
A.VT1、VT2均工作于放大状态
B.调大Rp的阻值,VD亮度变化不明显
C.电源电压改为12V,VD亮度基本不变
D.VT1放大倍数增加1倍,VD亮度明显变化
D
2.(2023.05Z20联考)如图所示是小明设计的三极管电路。VT1, VT2和VT3的特性完全相同，工作时VT1, VT2和VT3均导通，且VT3工作在放大状态。下列分析中不合理的是（ ）
A.三极管VT1工作在放大状态
B.三极管放大倍数增大，流过RP2的电流变小
C.调大RP2，流过RP1的电流基本不变
D.调大RP1，流过RP2的电流变小
B
3.(2023.04台州二模)如图所示的电路，VT1, VT2型号相同且一直处于放大状态，下列分析中合理的是（ ）
A.调大Rp的阻值，流经R2的电流变大
B.R3更换为200欧电阻，流经R2的电流变大
C.Rp调大或者调小，VT1和V T2的集电极电流都基本相同
D.R2更换为1K电阻，流经R2的电流变小
【解析】A选项，调大Rp的阻值，IB减小，分给VT2的IB2也减小，三极管一直处于放大状态，IR2=pIB2，所以流过R2的电流减小;B选项，调大R3，R3分到的电压变多，三极管基极的电位升高，R1和RP两端的电势差变小，IB减小，同A选项;C选项，RP影响的是IB，因为两三极管型号相同，IB被平分为IB 1和IB 2，又因为三极管始终放大，乘于p就是IC1和IC2，所以电流基本相同。D选项R2是VT2的集电极电阻，三极管放大状态下不会影响集电极的电流，所以D选项错误。
【答案】C
4.(2023.05柯桥二模)如图所示为小明利用通用技术课堂所学的知识设计的一个发光二极管照明电路。已知图中的三极管型号、参数相同且VT1, VT2处于放大状态(硅管，p=100)图示状态发光二极管发光。下列说法中不合理的是
A. R1减小的过程中，R1两端电压几乎保持不变
B. R1减小的过程中，流经R1与R2的电流始终相等
C.换用放大倍数更大的三极管，发光二极管的亮度几乎不变
D. R2在电路中起到保护发光二极管的作用
B
5.(2023.03嘉兴平湖市联考)小明设计了如图所示的台灯模型电路，工作时三极管VT1， VT2均导通，两个三极管的参数完全相同。下列分析中不合理的是（ ）
A.适当调小R1， LED1将变亮
B.适当调大R2， LED1亮度几乎不变
C.三极管VT1， VT2都只工作在放大状态
D.两个三极管的基极电流相同
【解析】VT1三极管基极和集电极电位相等，因此处于临界状态。调节电路参数值，VT2有可能饱和，因此C选项描述VT1和VT2只工作在放大状态不合理。三极管VT1和VT2处于放大状态时，电路是镜像恒流电路。即流过R1的电流大小约等于LED1上的电流，因此调小R1，使得流过R1电流变大，LED1也会变亮，A正确，而R2在VT2集电极上，三极管处于放大状态时，不影响基极电流，也就不影响集电极电流，LED1亮度几乎不变，B正确。三极管参数相同，电路对称，因此基极电流相同，D正确。
【答案】C
6.（2023.11绍兴一模）如图所示是小明设计的台灯模型的电路，VD1和VD2为相同的发光二极管。工作时正常发光。下列分析中不合理的是（ ）
A.VD1和VD2正常发光时，亮度几乎一致
B.减小R1阻值，VD2亮度变化不明显
C.电源电压改为12V，VD1亮度基本不变
D.调大RP的阻值，VT2基极电压变化不明显
B
7.(2022.11绍兴一模)如图所示的电流过载保护电路，RL是负载，R2是阻值较小的电阻。如果RL的阻值减小，导致流过的电流增大，超过设定值时继电器释放，切断负载电流。下列分析中不正确的是( ) A.负载正常工作时，同时按下S1和S2，继电器J释放B.当负载RL电流过载时，V1亮，V5不亮C. R4阻值过大，可能导致负载无法工作D.适当减小R2，可以降低电流设定值
D
8.(2020高三百校12月联考)下图所示为小明设计的一个光控开关电路，下列关于该电路的说法中不正确的是（ ）
A. 用强光手电筒照射光敏电阻RG2停止照射后，小灯泡依然发光B. 先用强光手电筒照射光敏电阻RG2再照射RG1小灯泡先亮后灭C. 小灯泡L发光时，V1一定处于截止状态D. 二极管VD1可以用大小合适的电阻代替
C
9.如图所示是小明设计的水箱水位控制系统电路，下列电路分析正确的是( )
A.RS1干簧管检测低水位，RS2干簧管检测高水位B.当水位处于ab之间时，接通电源，水泵可能工作C.三极管V2损坏，可用继电器常开触点代替D.输入AB和输出F的逻辑关系为或门
C
10.(2023.12台州名校联盟)小明设计了如图所示的温度报警系统，当继电器吸合时，报警器报警。下列分析正确的是（ ）
A.该电路只有高温报警，报警后将持续报警
B.电阻R2断路后，该电路功能不受影响
C.温度过高报警时将温度降低，可停止报警
D.报警器报警时，按下SW即可停止报警，松开SW保持不报警
B
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本节内容结束
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