1. 三極管伏安特性引入
這里以NPN管舉例：
其伏安特性曲線如下：
（1）輸入特性曲線：
（2）輸出特性曲線：
1.1 工作區(qū)分析
有模電基礎(chǔ)的同學(xué)都了解，三極管有三個(gè)工作區(qū)：飽和區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)
（1）截止區(qū)：把 IB≤0的區(qū)域稱為截止區(qū)。此時(shí)發(fā)射結(jié)上所加的電壓 UBE不足以克服發(fā)射結(jié)的死區(qū)電壓，甚至發(fā)射結(jié)處于反向偏置狀態(tài)（ UBE＜0，所以形成的 IC（或 IE）很小，僅有很小的穿透電流 ICBO。簡單來說，BE電壓差不足，此時(shí)發(fā)射結(jié)沒正偏。
（2）飽和區(qū)：簡單來說，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正偏。此時(shí)，UBE>0，三極管脫離截止區(qū)， IB>0，但是此時(shí)UCE ＜ UBE，即集電極電壓不夠高導(dǎo)致集電結(jié)也正偏了。集電結(jié)的正偏不利于集電區(qū)吸引基區(qū)的少子（電子），那么 IC≠βIB，兩者之間沒有控制關(guān)系，集電極電流不隨基極電流而變化，好像飽和了一般，所以將這一工作區(qū)稱為“飽和區(qū)”。注意，此時(shí)的三極管是沒有放大能力的！
從飽和區(qū)向放大區(qū)過度時(shí)，UCE將逐漸增大，隨著PN結(jié)從正偏向反偏過度，集電區(qū)對基區(qū)少子（電子，也是發(fā)射極的多子）的吸引能力越來越強(qiáng)， IC將迅速增大，隨后脫離飽和區(qū)進(jìn)入放大區(qū)，并穩(wěn)定在某值。
（3）放大區(qū)：簡單來說，發(fā)射結(jié)正偏和集電結(jié)反偏，發(fā)射極的多子（電子）源源不斷的流向了集電極。隨著UCE 的電壓增大，集電結(jié)反偏，此時(shí) IC=βIB成立，IC與IB之間呈線性的放大關(guān)系，所以稱為“放大區(qū)”。此時(shí)UCE繼續(xù)增大并不會(huì)影響PN結(jié)的反偏，UCE失去了對IC的控制，IB的增大時(shí)IC會(huì)隨之增大。因此有種說法稱三極管為“電流控制的電流源（IB對IC的控制）”。
這里可以補(bǔ)充一句，相對應(yīng)的，MOS管是一種電壓控制的電流源（UGS對ID的控制）。
MOS管和三極管的類比：
| MOS管 | 三極管 |
|---|---|
| 截止區(qū)VGS≤0 | 截止區(qū)IB≤0 |
| 線性區(qū)VGS>VTH 以及 VDS<VGS-VTH | 飽和區(qū)VCE ＜ VBE |
| 飽和區(qū)VGS>VTH 以及 VDS>VGS-VTH，電壓控制的電流源（UGS對ID的控制） | 放大區(qū)VCE ＞VBE，電流控制的電流源（IB對IC的控制） |
1.2 厄利效應(yīng)（Early）
視頻指路：https://www.bilibili.com/video/BV1oE41197VR?from=search&seid=8688819613439439886
可以發(fā)現(xiàn)實(shí)際放大區(qū)電流曲線并非水平的，而是有一定的斜率，且將多條放大區(qū)電流線反向延長發(fā)現(xiàn)交于一點(diǎn)，這一點(diǎn)的電位稱為厄利電壓V_AF：
這也是為什么三極管的集電極放大區(qū)命名有很大的工作范圍，但是實(shí)際電路設(shè)計(jì)中只將其規(guī)范在很小的范圍內(nèi)，就是為了避免厄利效應(yīng)的影響，從而使得電路工作的更加線性。
三極管如此，MOS管也如此，MOS管有類似的溝道長度調(diào)制效應(yīng)（有時(shí)也把它叫做厄利效應(yīng)）。所以為了電路設(shè)計(jì)更為線性，對于工作于放大區(qū)的三極管，需要規(guī)范其VCE的范圍，對于工作于飽和區(qū)的MOS管，需要規(guī)范其VDS的范圍。
1.3 電流鏡
（1）三極管搭建的電流鏡：
?。贺?fù)載沒有直接連接至地，浮于地；
地：負(fù)載有一端連接地，接于地；
納：負(fù)載電流流向電流鏡，吃進(jìn)去了（NPN管）；
吐：負(fù)載電流流出電流鏡，吐出來了（PNP管）。
（2）三極管電流鏡的伏安特性：
由于厄利效應(yīng)的存在，隨著負(fù)載電流的增大，在三極管仍工作于放大區(qū)期間，輸出電流曲線并非水平的，而是有一定的斜率。
（3）威爾遜電流鏡
視頻指路：https://www.bilibili.com/video/BV1KE411Z7R7?from=search&seid=8688819613439439886
這是一種改進(jìn)的電流鏡。
為了盡量減小厄利效應(yīng)的影響，就需要保證電流鏡工作時(shí)，VCE不要有太大的變動(dòng)，最好是在一個(gè)很小的范圍內(nèi)波動(dòng)。
這種威爾遜電流鏡的優(yōu)點(diǎn)：
① 使得Q1的VCE穩(wěn)定在1.4V，Q2的VCE穩(wěn)定在0.7V，不論外界電路怎么變，兩個(gè)三極管的VCE都很穩(wěn)定，因此其放大倍數(shù)也很穩(wěn)定，厄利效應(yīng)的影響幾乎消失了。因此輸出電流幾乎完全不再受到負(fù)載電阻的干擾。
② 輸入輸出電流比值更接近于1：
（4）進(jìn)一步的發(fā)展：
① 比例電流鏡：在輸入輸出回路上加電阻，使得輸入輸出比值不再≈1，而是呈現(xiàn)一定的放大、縮小的比例關(guān)系
② 微電流電流鏡（uA級）：在Q1或Q2的發(fā)射極加小電阻，使得輸入電流達(dá)到微安級
③ 可以將三極管換成MOS管，也可以實(shí)現(xiàn)電流鏡的功能：
柵漏級短接，兩個(gè)PMOS工作于飽和區(qū)，理想狀態(tài)下iD只受VGS的影響（忽略厄利效應(yīng)），
