カレントミラーについて、教えてください。

質問

CMOSのカレントミラーについて、質問します。
カレントミラーで参照電流Irefの2倍の出力電圧を得るためには、2つの方法があると思うんですが、

(1)Ioutを流しているMOSのチャネル幅をIrefを流しているMOSのチャネル長を固定し、チャネル幅の2倍のチャネル幅を持たし、2Irefを流す。

(2)Ioutを流しているMOSを2つ並列に並べ、それぞれIoutを流し、2Irefを流す。

問題があるみたいで、(1)の方には、Iout=2Irefが流れないらしいです。(2)はIout=2Irefが流れるらしいです。
この理由を教えてください。

わかり辛い質問ですみませんが、宜しくお願いします。

回答No.2

gukky · ベストアンサー

MOSトランジスタをICプロセスで作る場合、写真のネガのよなものでその形をシリコンチップ上に映します。
そのときに誤差が発生して、設計値では例えば1umとしたとしても実物ではある量だけずれます。
そのずれる量はほぼ一定なので、例えば1umとしたときには実物は0.9umとなり２倍の幅である2umとしたときには1.9umとなるので実物での幅は２倍にはなりません。
このずれる量はICを作るロット毎に微妙に異なるため、ずれる量を考慮しても誤差が発生します。
でも同じサイズのトランジスタを２個並列にすれば、ずれる量は同じですから２倍の電流を得ることができるのは容易に理解できると思います。
尚、この誤差のほかに#1の方が述べているようなチャンネルの周囲での物理動作の影響度の差もあります。

お礼

わかりやすい説明ありがとうございます。
なぜ(1)のカレントミラーに2倍の電流が流れないかわかりました。配線のずれだと知り、驚きました。

回答No.1

mmky

参考程度に

（１）と（２）については、参照MOSのごく近傍に作る場合、考え方としては２倍になりますが、より正確な値を得るにはMOS２個のほうになりますね。理由はチャンネル幅を２倍にしても空ぼうそうの広がり方が個別の半分のチャンネル幅の場合の２倍と同じには正確にならないからですね。MOS２個の場合はほぼ正確に２個分とカウントできますね。

お礼

わかりやすい説明ありがとうございます。