FET_기초와 설계자료

소개

FET_기초와 설계자료에 관한 자료임.

목차

MOSFET의 동작
전기적 특성을 보여주는 모든특성(대신호)
전기적 특성을 보여주는 모든특성(소신호)
JFET (Junction Field Effect Transistor)
MOSFET

본문내용

MOSFET의 동작 [편집]
이론적으로 n형과 p형의 차이는 드레인-소스간의 전류에 기여하는 캐리어의 차이 뿐이므로 여기에서는 n형에 대해서만 취급한다.
그림２ 선형 영역에서 상태
그림３ 포화 영역에서 상태
MOSFET에서는 게이트와 기판 (substrate) 사이에 구성된 축전기에 의하여 게이트 정전압이 인가되었을 경우
p형 섭 스트레이트와 절연층의 경계면에 전자를 끌어들여 드레인-소스사이에 반전층(n형)을 만들어내는 일로
소스-드레인사이를 고컨덕턴스가 되게 한다. 드레인-소스간 전압이 비교적 낮고 게이트-드레인사이의 전압이
문턱 전압을 넘은 상태; 즉 게이트-소스 전압에서 문턱 전압을 뺀 값보다 낮은 상태이며 반전층이
드레인-소스사이에 걸려서 마치 저항같은 기능을 가지게 되며 이를 선형 영역이라고 부른다.
(그림2) 선형 영역에서는 게이트 전압에 비례해서 반전층 두께가 더해져서 컨덕턴스가 게이트 전압에 비례해서 증가된다. 한편 게이트-드레인간 전압이 문턱 전압보다 밑돌게 되면 드레인 영역 부근에서 반전층이
형성되지 않게 된다. (게이트-드레인간 전압이 문턱 전압이 된 상태를 핀치 오프라고 불림)
이 상태(핀치 오프)를 포화 영역이라고 부르며, MOS 컨덕턴스는 반전층의 길이에 의해서 일정하게 된다. (그림3) 이 상태에서 정전류원으로 다루어진다. 반전층의 길이는 게이트-드레인 전압에 의해서 그 후에도 계속 바뀌기 때문에 컨덕턴스도 이것을 따라서 변화한다. 이를 채널장 변조 효과라고 부르며 접합형 트랜지스터의 어리 효과에 대응된다.
전기적 특성을 보여주는 모든특성(대신호)
드레인-소스 전압(이하 Vds), 게이트-소스 전압(이하 Vgs), 문턱 전압(이하 Vt)라고 할때 MOS의 동작 ...





2. MOSFET 의 구조 및 특성
MOSFET의 구조는 [그림3]에 나타나 있다. 실리콘 기판 위에 source, drain 단자를 만들고 이 단자에 전류를 흘려 준다. Gate 단자에는 전압을 걸 수 있도록 되어 있는데 맨 상층 부는 금속으로 주로 Al 이 쓰이고 금속층 밑에 산화막 보통 SiO2가 쓰여서 MOS 구조를 하고 있다.
이 구조의 특징은 중간 층에 절연막이 있다는 것이다. 그래서 gate에 어떤 (+),(-)가 걸리 더라도 전류가 흐를 수 없다는 것이다. 따라서 입력 임피던스가 매우 크다. 약 1013Ω 이다. 이는 성능 면에서 더욱더 좋은 것이다. 또한 실리콘 기판 하부 쪽으로 substrate 단자가 하나 더 있는데 동작의 단순화를 위해 보통 source 단자 쪽과 연결하여 사용한다.
Fig.3 MOSFET structure
3. MOSFET 의 종류
① Depletion형 MOSFET

전도채널을 미리 제조하고, Gate 전압에 의해 전도채널 폭을 조절하는 동작을 한다. Depletion형 MOSFET는 집적회로 에서 능동 소자 보다 수동 소자로 많이 이용 되는데 source-drain을 고농도로 도핑하여 이 사이의 반송자가 많아 지므로 전류량이 많아 진다. 실 사용 시에는 source-drain의 구분이 없다.
Fig.4 Depletion MOSFET

참고자료

· 없음