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一輪小專題專項復(fù)習(xí)考點(diǎn)25
——三極管鏡像恒流與自鎖電路
三極管鏡像恒流電路
三極管的鏡像恒流是一種常見的電路配置。它可以實(shí)現(xiàn)恒流的輸出。這種電路的原理是利用三極管的放大特性和負(fù)反饋原理。通過負(fù)載電阻和電流源的配合。使輸出電流保持恒定。
1.鏡像恒流的含義
2.結(jié)構(gòu)
在三極管鏡像恒流電路中，一般使用兩個三極管來構(gòu)成。其中一個三極管被稱為輸出管，負(fù)責(zé)輸出電流；另一個三極管被稱為驅(qū)動管，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)輸出電流。驅(qū)動管的基極和輸出管的基極通過一個電阻連接在一起，形成了反饋電路。輸出管的發(fā)射極通過一個電阻與負(fù)載電阻相連，形成了電流輸出。
3.原理分析
如圖所示為鏡像恒流源電路，它由兩只特性完全相同的管子VT0和VT1構(gòu)成，由于VT0管的c、b極連接，因此Vb=Vc，即VT0處于放大狀態(tài)，集電極電流IC0=β0*IB0。另外，管子VT0和VT1的基極分別連接，所以它們的基極電流IB0=IB1=IB。設(shè)電流放大系數(shù)β0=β1=β，則兩管集電極電流IC0=IC1=IC=β*IB。可見，由于電路的這種特殊接法，使兩管集電極IC1和IC0呈鏡像關(guān)系，故稱此電路為鏡像恒流源（IR為基準(zhǔn)電流，IC1為輸出電流）。
【缺點(diǎn)】鏡像恒流源電路簡單，應(yīng)用廣泛。但是在電源電壓一定時，若要求IC1較大，則IR勢必增大，電阻R的功耗就增大，這是集成電路中應(yīng)當(dāng)避免的；若要求IC1較小，則IR勢必也小，電阻R的數(shù)值就很大，這在集成電路中很難做到。
比例恒流源電路
如圖2所示為比例恒流源電路，它由兩只特性完全相同的管子VT0和VT1構(gòu)成，兩管的發(fā)射極分別串入電阻Re0和Re1。比例恒流電路源改變了IC1≈IR的關(guān)系，使IC1與IR呈比例關(guān)系，從而克服了鏡像恒流源電路的缺點(diǎn)
【優(yōu)點(diǎn)】Re0和Re1是電流負(fù)反饋電阻，因此與鏡像恒流源電路相比，比例恒流源的輸出電流IC1具有更高的穩(wěn)定性
圖2
微變恒流源電路
若Re0很小甚至于為零，則Re1只采用較小的電阻就能獲得較小的輸出電流，這種電路稱為微變恒流源，如圖3所示。集成運(yùn)放輸入級靜態(tài)電流很小，往往只有幾十微安，甚至更小，因此微變電流源主要應(yīng)用于集成運(yùn)放輸入級的有源負(fù)載。
4.應(yīng)用
鏡像恒流電路具有恒定的電流輸出，良好的穩(wěn)定性和可靠性。通過調(diào)節(jié)電路參數(shù)來實(shí)現(xiàn)不同的電流輸出，具有一定的靈活性和可調(diào)性。
常用于功率放大器、穩(wěn)壓電源等
穩(wěn)壓電源
二、三極管自鎖
電路中，即使斷開了原有的基極回路，由于R5的存在，會形成新的基極回路維持兩個三極管的導(dǎo)通，只有當(dāng)VT1的基極接地，三極管VT1和VT2才截止。對于小燈泡，發(fā)光和不發(fā)光阻值差別非常大。不發(fā)光是小電阻，發(fā)光可以作為大電阻處理。
兩個三極管的自鎖電路模型
【考點(diǎn)聚焦】
1.（2023.01真題）.如圖所示是小明設(shè)計的臺燈模型的電路,工作時VT1、VT2均導(dǎo)通。下列分析中不合理的是（ ）
A.VT1、VT2均工作于放大狀態(tài)
B.調(diào)大Rp的阻值,VD亮度變化不明顯
C.電源電壓改為12V,VD亮度基本不變
D.VT1放大倍數(shù)增加1倍,VD亮度明顯變化
D
2.(2023.05Z20聯(lián)考)如圖所示是小明設(shè)計的三極管電路。VT1, VT2和VT3的特性完全相同，工作時VT1, VT2和VT3均導(dǎo)通，且VT3工作在放大狀態(tài)。下列分析中不合理的是（ ）
A.三極管VT1工作在放大狀態(tài)
B.三極管放大倍數(shù)增大，流過RP2的電流變小
C.調(diào)大RP2，流過RP1的電流基本不變
D.調(diào)大RP1，流過RP2的電流變小
B
3.(2023.04臺州二模)如圖所示的電路，VT1, VT2型號相同且一直處于放大狀態(tài)，下列分析中合理的是（ ）
A.調(diào)大Rp的阻值，流經(jīng)R2的電流變大
B.R3更換為200歐電阻，流經(jīng)R2的電流變大
C.Rp調(diào)大或者調(diào)小，VT1和V T2的集電極電流都基本相同
D.R2更換為1K電阻，流經(jīng)R2的電流變小
【解析】A選項，調(diào)大Rp的阻值，IB減小，分給VT2的IB2也減小，三極管一直處于放大狀態(tài)，IR2=pIB2，所以流過R2的電流減小;B選項，調(diào)大R3，R3分到的電壓變多，三極管基極的電位升高，R1和RP兩端的電勢差變小，IB減小，同A選項;C選項，RP影響的是IB，因為兩三極管型號相同，IB被平分為IB 1和IB 2，又因為三極管始終放大，乘于p就是IC1和IC2，所以電流基本相同。D選項R2是VT2的集電極電阻，三極管放大狀態(tài)下不會影響集電極的電流，所以D選項錯誤。
【答案】C
4.(2023.05柯橋二模)如圖所示為小明利用通用技術(shù)課堂所學(xué)的知識設(shè)計的一個發(fā)光二極管照明電路。已知圖中的三極管型號、參數(shù)相同且VT1, VT2處于放大狀態(tài)(硅管，p=100)圖示狀態(tài)發(fā)光二極管發(fā)光。下列說法中不合理的是
A. R1減小的過程中，R1兩端電壓幾乎保持不變
B. R1減小的過程中，流經(jīng)R1與R2的電流始終相等
C.換用放大倍數(shù)更大的三極管，發(fā)光二極管的亮度幾乎不變
D. R2在電路中起到保護(hù)發(fā)光二極管的作用
B
5.(2023.03嘉興平湖市聯(lián)考)小明設(shè)計了如圖所示的臺燈模型電路，工作時三極管VT1， VT2均導(dǎo)通，兩個三極管的參數(shù)完全相同。下列分析中不合理的是（ ）
A.適當(dāng)調(diào)小R1， LED1將變亮
B.適當(dāng)調(diào)大R2， LED1亮度幾乎不變
C.三極管VT1， VT2都只工作在放大狀態(tài)
D.兩個三極管的基極電流相同
【解析】VT1三極管基極和集電極電位相等，因此處于臨界狀態(tài)。調(diào)節(jié)電路參數(shù)值，VT2有可能飽和，因此C選項描述VT1和VT2只工作在放大狀態(tài)不合理。三極管VT1和VT2處于放大狀態(tài)時，電路是鏡像恒流電路。即流過R1的電流大小約等于LED1上的電流，因此調(diào)小R1，使得流過R1電流變大，LED1也會變亮，A正確，而R2在VT2集電極上，三極管處于放大狀態(tài)時，不影響基極電流，也就不影響集電極電流，LED1亮度幾乎不變，B正確。三極管參數(shù)相同，電路對稱，因此基極電流相同，D正確。
【答案】C
6.（2023.11紹興一模）如圖所示是小明設(shè)計的臺燈模型的電路，VD1和VD2為相同的發(fā)光二極管。工作時正常發(fā)光。下列分析中不合理的是（ ）
A.VD1和VD2正常發(fā)光時，亮度幾乎一致
B.減小R1阻值，VD2亮度變化不明顯
C.電源電壓改為12V，VD1亮度基本不變
D.調(diào)大RP的阻值，VT2基極電壓變化不明顯
B
7.(2022.11紹興一模)如圖所示的電流過載保護(hù)電路，RL是負(fù)載，R2是阻值較小的電阻。如果RL的阻值減小，導(dǎo)致流過的電流增大，超過設(shè)定值時繼電器釋放，切斷負(fù)載電流。下列分析中不正確的是( ) A.負(fù)載正常工作時，同時按下S1和S2，繼電器J釋放B.當(dāng)負(fù)載RL電流過載時，V1亮，V5不亮C. R4阻值過大，可能導(dǎo)致負(fù)載無法工作D.適當(dāng)減小R2，可以降低電流設(shè)定值
D
8.(2020高三百校12月聯(lián)考)下圖所示為小明設(shè)計的一個光控開關(guān)電路，下列關(guān)于該電路的說法中不正確的是（ ）
A. 用強(qiáng)光手電筒照射光敏電阻RG2停止照射后，小燈泡依然發(fā)光B. 先用強(qiáng)光手電筒照射光敏電阻RG2再照射RG1小燈泡先亮后滅C. 小燈泡L發(fā)光時，V1一定處于截止?fàn)顟B(tài)D. 二極管VD1可以用大小合適的電阻代替
C
9.如圖所示是小明設(shè)計的水箱水位控制系統(tǒng)電路，下列電路分析正確的是( )
A.RS1干簧管檢測低水位，RS2干簧管檢測高水位B.當(dāng)水位處于ab之間時，接通電源，水泵可能工作C.三極管V2損壞，可用繼電器常開觸點(diǎn)代替D.輸入AB和輸出F的邏輯關(guān)系為或門
C
10.(2023.12臺州名校聯(lián)盟)小明設(shè)計了如圖所示的溫度報警系統(tǒng)，當(dāng)繼電器吸合時，報警器報警。下列分析正確的是（ ）
A.該電路只有高溫報警，報警后將持續(xù)報警
B.電阻R2斷路后，該電路功能不受影響
C.溫度過高報警時將溫度降低，可停止報警
D.報警器報警時，按下SW即可停止報警，松開SW保持不報警
B
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本節(jié)內(nèi)容結(jié)束
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