전류 미러

전류 미러(current mirror)는 어떤 회로에 흐르는 전류를 복사하여 다른 회로에 똑같이 공급해주는 회로이다. 거울(mirror) 같이 똑같이(현실적으로는 약간의 오차가 있지만) 복사하여 공급하기 때문에 이와 같은 이름이 붙었다.

BJT 이용

BJT를 이용한 전류 미러

[math]\displaystyle{ I_{ref}=\frac{V_{CC}-V_{BE}}{R} }[/math]이고, Q1과 Q2가 같은 구조이면, [math]\displaystyle{ I_{ref}=I_{out} }[/math]면 좋겠지만... 안타깝게도 Q1, Q2의 베이스 쪽에 흐르는 전류와 유한한 증폭률 β로 인해 완전히 같은 전류는 불가능하다. Q1과 Q2가 동일한 BJT라고 가정할때, 전류비 [math]\displaystyle{ \frac{I_{out}}{I_{ref}}=\frac{1}{1+\frac{2}{\beta}} }[/math] 가 된다. 그런데. 이 유한한 β 값을 50에서 200 사이라고 하면, 1~4% 정도의 오차가 발생한다. 이름이 전류 미러인데 오차를 줄여야 하고, 그러면

저기 중앙으로 흐르는 전류 때문에 오차가 생기니까, 가운데 선을 끊으면 안 되는가?

라고 생각할 수 있지만, 가운데 선은 BJT의 바이어스를 위한 것이므로 끊어버리면 BJT가 작동하지 않는다. 이 오차를 줄이기 위해, Q1과 Q2의 베이스 쪽에 같은 트랜지스터 하나를 더 추가한다.

베이스 전류 보상

베이스 부분에 BJT를 추가한 전류 미러

이렇게 하면 Q1과 Q2 베이스쪽에 흐르는 전류는 같지만, [math]\displaystyle{ I_{ref} }[/math]에서 빠지는 전류는 [math]\displaystyle{ \frac{2I_c}{\beta} }[/math] 에서 [math]\displaystyle{ \frac{2I_c}{\beta(\beta+1)} }[/math]로 줄어든다. 그러면 전류비는 [math]\displaystyle{ \frac{I_{out}}{I_{ref}}=\frac{1}{1+\frac{2}{\beta(\beta+1)}} }[/math]로 주어지며, 오차는 0.1% 이하로 줄어든다. 이 회로를 '베이스 전류 보상'(base-current compensation)을 가지는 전류 미러라고 한다.

관련 문서

• 트랜지스터
• 위들러 전류원