MOSFETを用いた基本的なカレントミラー回路
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2018/10/20 08:30 UTC 版)
「カレントミラー」の記事における「MOSFETを用いた基本的なカレントミラー回路」の解説
図2に示すように、基本的なカレントミラー回路はMOSFETを用いることでも構成することができる。トランジスタM1は飽和領域、あるいはアクティブ領域にあり、M2についても同様である。この構成では、以下で示すように出力電流IOUTとIREFとの関係は陽に表すことができる。 MOSFETのドレイン電流IDは、ID = f (VGS, VDG)で与えられるようにゲート-ソース間電圧VGS及びドレイン-ゲート間電圧VDGの関数であり、これはMOSFETデバイスの特性から導出される。 カレントミラー回路におけるM1を流れる電流は、ID = IREFである。参照電流IREFは既知の値を持つ電流であり、以下で示すように抵抗によって供給されたり、あるいは電源電圧の変動に対して一定であることを保証するために、「閾値電圧参照型」や「自己バイアス型」の電流源が用いられる M1はVDG = 0とすると、ID = f (VGS, 0) = IREFで表されるようにIREFはVGSと一対一の対応がつく。したがってIREFは、VGSの値を一意に決定する。 図2の回路ではM2にもM1と同じ大きさのVGSが印加されている。もしもM2もまたVDG = 0であり、そしてM1とM2の特性（例えばチャネル長、幅、閾値電圧など）がほぼ等しい場合には、出力側でもIOUT = f (VGS, VDG = 0) = IREFという電流を得ることができる。つまり、出力側でVDG = 0であり、両者のトランジスタが同じ特性であれば、出力電流は参照電流と同じになる。 ドレイン-ソース間電圧は、VDS = VDG + VGSで表される。この式を代入することで、Shichman-Hodgesモデルによってf (VGS, VDG)の近似的な関数が与えられる。 I D = f ( V G S , V D G ) = 1 2 μ n C O X ( W L ) ( V G S − V t h ) 2 ( 1 + λ V D S ) = 1 2 μ n C O X ( W L ) ( V G S − V t h ) 2 ( 1 + λ ( V D G + V G S ) ) {\displaystyle {\begin{aligned}I_{\rm {D}}&=f(V_{\rm {GS}},V_{\rm {DG}})\\&={\frac {1}{2}}\mu _{n}C_{\rm {OX}}\left({\frac {W}{L}}\right)\left(V_{\rm {GS}}-V_{\rm {th}}\right)^{2}\left(1+\lambda V_{\rm {DS}}\right)\\&={\frac {1}{2}}\mu _{n}C_{\rm {OX}}\left({\frac {W}{L}}\right)\left(V_{\rm {GS}}-V_{\rm {th}}\right)^{2}\left(1+\lambda (V_{\rm {DG}}+V_{\rm {GS}})\right)\end{aligned}}} ここで、μnは電子移動度、COXはゲート酸化膜容量、W/Lはチャネルの幅と長さの比、λはチャネル長変調係数である。
※この「MOSFETを用いた基本的なカレントミラー回路」の解説は、「カレントミラー」の解説の一部です。
「MOSFETを用いた基本的なカレントミラー回路」を含む「カレントミラー」の記事については、「カレントミラー」の概要を参照ください。
- MOSFETを用いた基本的なカレントミラー回路のページへのリンク
