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カレントミラー回路とは?

かれんとみらーかいろ

カレントミラ回路とは、基準となる電流と同じ大きさの電流を別の回路に「コピー」して供給する定電流源回路のことです。

カレントミラ回路(Current Mirror Circuit)とは、一方のトランジスタに流れる基準電流を「鏡に映すように」もう一方のトランジスタに複製し、同一の電流を負荷に供給するアナログ回路の基本構成です。ICアナログ回路設計においてバイアス電流の生成や定電流負荷として広く使われています。

基本的なNPN型バイポーラカレントミラーでは、ダイオード接続した基準トランジスタと出力トランジスタのベースを共通接続し、両トランジスタのVBEが等しくなるようにします。トランジスタの特性上、VBEが等しければコレクタ電流もほぼ等しくなるため、基準電流と同じ電流が出力側に現れます。

主な特性と種類は以下のとおりです。

  • 基本カレントミラー:シンプルだが出力インピーダンスがやや低い
  • ウィルソンカレントミラー:出力インピーダンスを改善した改良型
  • カスコードカレントミラー:さらに高出力インピーダンスを実現
  • MOSFET版カレントミラー:CMOSアナログICで標準的に用いられる

オペアンプ、コンパレータ、ADコンバータ、DAコンバータなどほぼすべてのアナログICの内部に組み込まれており、安定したバイアス供給と差動ペアの能動負荷として半導体集積回路設計の要となっています。

使い方・例文

オペアンプの入力差動段では、カレントミラー回路が差動ペアの能動負荷として機能し、利得の向上と対称性の確保に貢献しています。

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