カレントミラー
図3では、オペアンプの非常に大きなゲインによってほんの小さな抵抗REから大きな出力抵抗を得ていた。REが小さいということは、V2 もまた小さいということであり、ミラー回路にとっては許容電圧が小さいということである。これは、単純なバイポーラ・カレントミラー回路での許容電圧よりもほんの少しだけ大きな値である。このような理由から、このタイプのカレントミラー回路はワイドスイングカレントミラー回路と呼ばれる。なぜなら、許容電圧を大きくすることを犠牲にして高い出力抵抗Rout を得るような他のカレントミラー回路と比べて、出力電圧スイングを大きくできるからである。
図4のMOSFET回路では、図3の回路のようにオペアンプのゲインAvが大きくなるにつれてREを小さくすることができる(Routを一定のまま)ので、ミラー回路の許容電圧を低くすることができる。
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。
↑ Paul R. Gray; Paul J. Hurst; Stephen H. Lewis; Robert G. Meyer (2001). Analysis and Design of Analog Integrated Circuits (Fourth ed.). New York: Wiley. p. 308–309. ISBN 0-471-32168-0
↑ Gray. Eq. 1.165, p. 44. ISBN 0-471-32168-0
↑ R. Jacob Baker (2010). CMOS Circuit Design, Layout and Simulation (Third ed.). New York: Wiley-IEEE. pp. 297, §9.2.1 and Figure 20.28, p. 636. ISBN 978-0-470-88132-3
↑ NanoDotTek Report NDT14-08-2007, 12 August 2007 Archived 17 June 2012 at the Wayback Machine.
↑ Gray. p. 44. ISBN 0-471-32168-0
↑ R. Jacob Baker. § 20.2.4 pp.
2つのトランジスタの特性を同じに保つには、トランジスタの温度はほぼ等しくなければならない。集積回路や同じシリコンダイに載っているトランジスタアレイにおいては、これは容易に実現できる。しかしながら、もしも二つのトランジスタの距離が大きく離れている場合には、カレントミラー回路の精度が犠牲になってしまうだろう。
同じ特性を持つトランジスタを幾つか同じベース端子に追加して接続することで、コレクタ電流を複数回コピーすることは可能である。 しかしながら、右半分のトランジスタのベース電流は0ではないため、それぞれの追加した右半分のトランジスタはQ1から少しばかりのコレクタ電流を「盗む」ことには注意しなければならない。これによって、出力電流は設計した電流値よりも少し小さい値になってしまうだろう。
ミラー抵抗を大きくするためのエミッター減衰抵抗を用いたミラー回路の例も参照のこと。
図に示されている簡単なミラー回路においては、典型的なβの値では出力電流の誤差は1%以内である。
基本的なミラー回路よりも高い出力抵抗が得られるようなカレントミラー回路(出力電圧とは独立で電流出力が決まる理想的なミラー回路を目指す試みである)や、温度変化、デバイスパラメータの分散、電源電圧の変動に対して出力電流が影響されにくいカレントミラー回路はたくさんある。これらの複数のトランジスタを用いたミラー回路はバイポーラトランジスタ、MOSFETの両方が用いられる。これらの回路には以下のようなものがある。
ワイドラー電流源
電流源としてのウィルソンカレントミラー回路
カスコード型電流源