(서울시립대 전전설3) [종합2등(A+), 성적증명] 10주차 결과레포트+MATLAB코드+실험데이터 - MOSFET I-V Characteristics

소개

교수님 분반 2021년 1학기 자료입니다!

실험값을 적을 엑셀을 미리 MATLAB과 연동시켜 놓았으므로 실험하면서 돌려보면 이론값과 실시간으로 비교할 수 있어요!
MATLAB코드를 실행하는 것도 파일을 받은 위치만 별도로 입력해주고 실행하면 원하는 그래프가 나오도록 최대한 편리하게 썼습니다.
결과레포트에선 제가 직접 실험했던 데이터까지 정리해서 포함시켜 놓았어요!

이때 사용된 이론값은 transfer function만 입력하고 MATLAB에서 계산했거나,
또는 LTspice에서 만든 회로로 계산한 뒤 내보내기한 텍스트 파일이므로 믿을 만합니다.

교안은 다른 교수님 분반과 주제만 동일하고 내용은 아예 다릅니다... 게다가 교수님이 의욕이 크신 만큼 작년에 쓴 자료를 고쳐 쓰실 확률도 꽤 높아요.
그래서 정확히 어떤 교안에 대해 작성한 보고서인지 궁금하실 수 있는데 여기 직접 올려드릴 수는 없고 문의 남겨주시면 확인 도와드리겠습니다!

목차

I. Introduction
I.1. Purpose

II. Experiment Setup
II.1. Exper. 1) N-type MOSFET
II.2. Exper. 2) P-type MOSFET

III. Experimental Results & Analysis
III.1. Exper. 1) N-type MOSFET
III.2. Exper. 2) P-type MOSFET

IV. Conclusion
IV.1. Summary
IV.2. Outcome

본문내용

I. Introduction
Purpose
본 실험에서는 NMOS와 PMOS소자의 voltage-current characteristic을 파악한다. 구체적으로 drain-source voltage와 drain current의 관계, gate-source voltage와 drain current의 관계를 알아볼 예정이다.

II. Experiment Setup
Exper. 1) N-type MOSFET
i_D-v_DS
다음과 같이 2N7000에 DC supply를 연결하여 drain-source voltage와 drain current를 측정한다.

< 중 략 >

Elaboration
Figure 8에서의 비교는 다음과 같은 특징들을 나타냈다. ⓐ 이론값에 비하여 실험값은 saturation region에서 더 큰 음의 기울기를 가진다. ⓑ 이론값과 달리 실험값은 전압의 크기에 따른 개형 차이가 적다. ⓒ 이론값에 비해 실험값에서 triode region의 전류가 더 작다.

Analysis
Accuracy of the prediction
Figure 8에서 보였던 특징들을 분석하면 다음과 같다.
ⓐ 이론값에 비하여 실험값은 saturation region에서 더 큰 음의 기울기를 가진다. 이는 참고문헌 [1]에서 언급했던 channel length modulation이 일어나기 때문이다.

ⓑ 실험값에 비해 이론값에서 전압의 크기에 따른 개형 차이가 큰데, 이는 조사한 소자의 threshold voltage 오차 때문으로 볼 수 있다. 실험값의 경우 두 경우 모두 포화되는 그래프를 보였는데, 이론값에서는 V_1=3V일 때 threshold voltage를 간신히 넘었으므로 넘은 경우와 달리 상수함수에 가까운 개형을 보인다.

참고자료

· 서시립, “10주차 예비 보고서”, 전자전기컴퓨터설계실험 III, 2021.
· “Body Effect,” Wikipedia [Online].
· Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Threshold_voltage#Body_effect