以上的威尔逊电流镜电路中,三个有源器件都是BJT再加上一个电阻R1。电路须要两条假设——一是所有的晶体管都有着相同的电流增益,二是T1和T2的集极电流相等,由于T1和T2相匹配且利用的是相同的晶体管。因此IC1=IC2=IC这也可以适用于基极电流,IB1=IB2=IBT3晶体管的基极电流可以由电流增益来打算IB3=IC3/β…(1)而T3的射极电流则为IE3=IC2+IB1+IB2…(2)如果我们看看上面的事理图,就可以创造T3射极的电流正是T2集极电流加上T1与T2基极电流的和。因此,IE3=IC2+IB1+IB2该等式可以被进一步简化为:IE3=IC+2IB因此IE3=(1+(2/β))IC带入(2)式可得((β+1)β)IC3=(1+(2/β))IC可以将集极电流简化为IC=((1+β)/(2+β))IC3…(3)由事理图可得IR1=IC1+IB3而IC1=IC2=IC以是IR1=IC+IB3由式(3)和(1)可得IR1=((1+β)/(2+β))IC3+IC3/β简化为IR1=((1+β)/(2+β)+1/β)IC3IC3=IR1/(1+2/(β(β+2)))以上关系式阐明了第三个晶体管集极电流与输入电阻间的关系。如果2/(β(β+2))远远小于1的话,那么IC3≈IR1。如果晶体管基射级电压小于1V的话,输出电流则可以轻易算出。IC3≈IR1=(V1-VBE2-VBE3)R1所以为了得到得当稳定的输出电流,R1和V1必须选取得当的值。要让电路作为恒流源利用的话,R1须要更换为恒流源。改良版威尔逊电流镜电路威尔逊电流镜电路可以进一步追求更高进度,我们只需加入另一个晶体管。
以上电路为改良版的威尔逊电流镜电路。该电路中加入了第四个晶体管T4。额外的T4平衡了T1和T2的集极电压。T1的集极电压即是VBE4。这也就限定并稳定了T1和T2间的电压差异。威尔逊电流镜的优点和限定与传统电流镜比较威尔逊电流镜电路有几项上风:1.在传统电流镜电路中,基极电流的失落配是个很常见的问题。然而,Wilson电流电路肃清了基极电流平衡的缺点。正因如此,输出电流与输入电流近乎同等。不仅如此,由于T3基极对T1的负反馈,电路有着非常高的输出阻抗。2.4个晶体管组成的改良版的威尔逊电流镜电路十分适用于大电流运用。3.威尔逊电流镜电路在输入上有着非常小的阻抗。4.电路不须要额外的偏置电压,且所需元件不多。威尔逊电流镜的限定1.当威尔逊电流镜电路用于高频运用时,负反馈循环会使频率相应不稳定。2.与两个晶体管组成的传统电流镜电路比较,它有着更高的屈服电压。3.威尔逊电流镜电路会在输出上产生噪声。这是由于反馈提高了输出阻抗,也直接影响了集极电流。基极电流的颠簸导致了输出真个噪声。威尔逊电流镜电路的实例以下是用proteus仿真的威尔逊电流镜电路。

个中选取的BJT皆为相同规格的2N2222。此处的电位计用于改变Q2的集极电流,从而进一步改变了Q3的基极电流,至于输出负载,此处选取了10Ω的电阻。
从仿真结果我们可以看出,输入和输出的电流同等。










