スライド 1

第４章第１節カレントミラー回路問題1
VT＝０．５V、ΔOV＝０．２Vとするとき、それぞれの回
路の出力電圧の下限値（VOUT）を求めよ。
（１）電流源（基本形）
スライド４－３
（２）カスコード電流源
スライド４－８
（３）低電圧用カスコード電流源
スライド４－２１
第４章第１節カレントミラー回路問題2
（１） I1 = 100uA、
M1のサイズはL＝100nm
W=10um、M2のサイズは
L=60nm,W=3umのとき
I2の値を求めよ。
（２） I1 = 100uA、
M1のサイズはL＝180nm
W=1um,M2のL=120nm
のときI2 = 150uAにしたい。
M2のWを求めよ。
VDD
I2
I1
M1
M2
VSS
第４章第2節高精度電流源問題1
図の回路は利得増強型のカレントミラー回路である．
１．図の回路の出力抵抗を求めよ．
ただし，各MOSFETの出力抵抗は
rOとし，利得増幅率をAとする．
２．出力電圧を下げるための工夫を
１つ，回路を用いて説明せよ．
第４章第2節高精度電流源問題2
１．①と②の電圧関係を示せ
Iref
IA
Iout
M2
２．A内だけのゲインを示せ。
Bの出力抵抗を示せ。
A
M4
B
M3
②
①
viass
M1
全体の出力抵抗を示せ。
第４章第3節参照電圧源問題1
バンドギャップレファレンス回路
M1とM2とM5は同じサイズのｐMOS
M3とM4は同じサイズのｎMOS
Q2はQ1をn個並列したもの
Q1とQ3は同一のバイポーラトランジスタ：BP
Iptatを求める（右上図）
①Q1とQ2に流れる電流は等しいので、Q1に流れる電流
をIcとすれば、Q2のBP 1つに流れる電流は
②Q1のベースエミッタ間電圧はVt ln(Ic/Is)、Q2のベース
エミッタ間電圧は
③M1のソース電位とM2のソース電位の電圧差は
④以上から抵抗R1にかかる電圧は
であり、R1
に流れる電流は
⑤M4に流れる電流とM5に流れる電流は等しく（カレントミ
ラー）、これがIptatになる。
温度依存性を打ち消しあう方法（右下図）
⑥Vout = Vbe3 +
* Iptat = Vbe3 +
*Vt*ln(n)
⑦Vbe3の温度依存特性を-2.0mV/℃、Vtの温度依存特
性を0.09mV/℃、n=100（ln(100)=4.6）の時
R2= *R1、またn=1000（ln(1000)=6.7）の時
R2= *R1とすればいい
第４章第3節参照電圧源問題2
右の図でVBGの電圧をx, K, V1, q, kBを用いてあら
わせ。
 また、青い編みかけ部のPMOS、NMOSの
カスコード部の働きをそれぞれ述べよ。
V1
第４章第4節低電圧用（電流＋電圧）源問題1
以下の図の電流I1~I5のうち温度依存性を持たないものはどれか。
また、持つものについては正、負どちらの依存性かのべよ。
I5
I1
I2
I3
I4
第４章第１節カレントミラー回路問題解答
（１）電流源（基本形）スライド４－３
VOUT＝ΔOV＝０．２V
（２）カスコード電流源スライド４－８
VOUT=VT＋２ΔOV＝０．９V
（３）低電圧用カスコード電流源スライド４－２１
VOUT=２ΔOV＝０．４V
第４章第１節カレントミラー回路問題解答2
（１） I1 = 100uA、
M1のサイズはL＝100nm
W=10um、M2のサイズは
I1
L=60nm,W=3umのとき
I2の値を求めよ。
I2=50uA
（２） I1 = 100uA、
M1のサイズはL＝180nm
M1
W=1um,M2のL=120nm
のときI2 = 150uAにしたい。
M2のWを求めよ。
W=1um
VDD
I2
M2
VSS
第４章第2節高精度電流源問題解答1
１．M2の出力抵抗はM4の利得倍だけ大きく見える．
近似的にその他の要素は無視でき，出力抵抗は
A(gm*rO)rOと表せる．
２．M2のドレイン電圧を小さく
するため，M3Aを加える．
M3Aのゲート・ソース間の
電圧ドロップを利用する．
第４章第2節高精度電流源問題解答2
解答
１． ① = ② -（VTHM3 + VovM3）
２． A＝gm4ro4
RB＝gm2*ro2ro1
Rout＝gm4ro4gm2*ro2ro1
第４章第3節参照電圧源問題解答1
バンドギャップレファレンス回路
M1とM2とM5は同じサイズのｐMOS
M3とM4は同じサイズのｎMOS
Q2はQ1をn個並列したもの
Q1とQ3は同一のバイポーラトランジスタ：BP
Iptatを求める（右上図）
①Q1とQ2に流れる電流は等しいので、Q1に流れる電流
をIcとすれば、Q2のBP 1つに流れる電流は 1/n*Ic
②Q1のベースエミッタ間電圧はVt ln(Ic/Is)、Q2のベース
エミッタ間電圧は Vt ln(Ic/nIs)
③M1のソース電位とM2のソース電位の電圧差は 0
④以上から抵抗R1にかかる電圧は Vt*ln (n) であり、R1
に流れる電流は Vt* ln(n) / R1
⑤M4に流れる電流とM5に流れる電流は等しく（カレントミ
ラー）、これがIptatになる。
温度依存性を打ち消しあう方法（右下図）
⑥Vout = Vbe3 + R2 * Iptat = Vbe3 + (R2/R1)*Vt*ln(n)
⑦Vbe3の温度依存特性を-2.0mV/℃、Vtの温度依存特
性を0.09mV/℃、n=100（ln(100)=4.6）の時
R2=4.8*R1、またn=1000（ln(1000)=6.7）の時
R2=3.3*R1とすればいい
第４章第3節参照電圧源問題解答2
VBG
k BT
 V1  x ln( K )
q
（２）PMOS・・・電流を等しくする。
NMOS・・・電圧を等しくする
第４章第4節低電圧（電流＋電圧）源問題解答1
青・・・負の温度依存
赤・・・正の温度依存

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