电路中的短路现象是大家所熟知的。例如有一电阻R=3KΩ，接于电压为3伏的电源上，则通过R的电流I\(_{1}\)=1mA，见图1a。如果用一根导线连接R两端，那么R就被短路（见图1b），这时从电源流出的数值很大的电流I2几乎全部从导线上通过，而通过R的电流等于0。在集成电路中，常常把晶体管的基极和集电极短接起来当二极管使用，见图2。这时集电结被短路，能不能说通过该集电结的电流也等于0呢？问题不是那样简单。为了弄清这个问题，还是让我们从晶体管的工作原理谈起。
以NPN管为例，在放大区工作时，它的发射结接正向偏压V\(_{be}\)（见图3），集电结接反向偏压Vbc，左边的N型半导体叫发射区，中间的P型半导体叫基区，右边的N型半导体叫集电区。内部载流子的运动情况大致如下：发射区的多数载流子（电子）在V\(_{be}\)的作用下越过发射结的阻挡层进入基区，形成发射极电流Ie。进入基区的电子将向集电区方向扩散，在扩散过程中，部分电子与基区的空穴相遇产生复合作用，被复合掉的空穴由电源V\(_{be}\)不断补充，这就形成了基极电流Ib。由于基区很薄，空穴浓度也不大，所以电子在基区复合的机会很少，I\(_{b}\)甚小，而绝大多数电子都会扩散到集电结边缘。如果集电结加反向偏压，则阻挡层较宽，在阻挡层内部电场力的作用下，到达集电结边缘的电子很快就被“拉”到集电区，形成集电极电流Ic。显然，I\(_{e}\)=Ib＋I\(_{c}\)，由于Ic＞＞I\(_{b}\)，所以Ic≈I\(_{e}\)。
把b、c两极短接之后（见图3b），载流子的运动将会发生什么样的变化呢？显然发射结并没有发生变化，即发射区发射电子的能力不变（因为V\(_{be}\)没有变），所不同的是集电结原来加的是反向偏压，而现在则变成零偏压，因而使集电结阻挡层的宽度变窄。电子从发射区扩散到基区后，电子与空穴的复合机会同样是很少的，所以基极电流Ib仍然很小，而绝大多数电子仍然会扩散到集电结的边缘。这时虽然V\(_{bc}\)=0,但由于集电结阻挡层仍然存在，在阻挡层内电场的作用下，同样可以把集电结边缘的电子“拉”到集电区中去，形成集电极电流Ic。通常我们把V\(_{bc}\)＝0的状态叫作临界饱和状态。和Vbc<0时相比，这时的I\(_{c}\)略小一点，但Ic＞＞I\(_{b}\)，Ie= I\(_{c}\)＋Ib≈I\(_{c}\)的关系式仍然成立。只有当Vbe也等于0或小于0，并使I\(_{e}\)＝0时，Ic才成为“无源之水，无本之木”，自然也就为0了。
上述问题还可以从晶体管共基极输出特性曲线（见图4）得到明确的解答。由图4可知，当I\(_{e}\)=0时，不管Vbc为何值，I\(_{c}\)总是等于ICBO（截止区）；当I\(_{e}\)不为0时，即使Vbc=0，集电极电流I\(_{c}\)也不为0，其数值基本上和放大区相同。例如，Ie=2毫安、V\(_{bc}\)=-4伏时，Ic≈2毫安；而当I\(_{e}\)＝2毫安，Vbc＝0时，I\(_{c}\)只是略小于2毫安。只有当集电结正偏，即Vbc＞0时，集电区的多数载流子（电子）向基区流动才会占主导地位，使I\(_{c}\)迅速减小，甚至反向（饱和区）。由此我们可以得出如下结论：当三极管的发射极电流Ie不为0时，即使集电结被短路，仍然有集电极电流I\(_{c}\)，并且Ic≈I\(_{e}\)。这和被短路的电阻上无电流通过的情形截然不同。其根本原因在于电阻为无源元件，而晶体管则为有源元件。
在集成电路中，把集电结短路的三极管当二极管使用的例子是很多的，如图5所示的镜象电路中的BG\(_{2}\)就是一例。此电路的工作原理可简述如下：BG1、BG\(_{2}\)是两只在相同工艺条件下做成的对称晶体管，它们的参数基本上一致。BG1是工作于放大区的三极管，它的电流关系为：I\(_{e1}\)=I0＋I\(_{b}\)，由于I0＞＞I\(_{b}\)，所以Ie1≈I\(_{0}\)。对于BG2来说，集电结被短路，其作用相当于二极管。前面已经谈到，这样连接使用的三极管仍然有集电极电流，而且仍然是I\(_{e2}\)=Ic＋I\(_{b}\)，由于Ic＞＞I\(_{b}\)，所以Ie2≈I\(_{c}\)。由图5可知，两个管子的发射结压降Vbe1=V\(_{be2}\)，所以Ie1=I\(_{e2}\)，于是Ic=I\(_{0}\)，而IR=I\(_{c}\)＋2Ib≈I\(_{c}\)，因此I0=I\(_{R}\)=\(\frac{E-0.6}{R}\)。我们称I0为工作电流，I\(_{R}\)为参考电流，当E和R确定时，IR便被确定，I\(_{0}\)也随之确定；如果IR变化，则I\(_{0}\)也发生同样的变化。I0和I\(_{R}\)的关系同平面镜的象与物的关系相似，故取名为“镜象电路”。由于BG2和BG\(_{1}\)的参数、温度特性等基本一致，因此电路的对称性、温度特性等都较好。BG2虽然只起一个二极管的作用，但二极管却很难具备这些优点，因此这种镜象电路在集成电路中被广泛地用作恒流源电路。(石连运)