MOSFET I-V 특성 결과보고서(기초실험2)

소개글

"MOSFET I-V 특성 결과보고서(기초실험2)"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험결과
4. 결론 및 고찰
5. 참고문헌

본문내용

실험 목적
MOSFET에서 전류와 전압 사이 특성을 확인한다. MOSFET에서 DARIN에 인가하는 전압을 고정하고, GATE에 인가하는 전압을 변화시키며 DRAIN에 흐르는 전류와 DRAIN과 SOURCE사이 전압과의 관계를 확인하고 문턱 전압을 추정할 수 있다. GATE에 인가하는 전압을 고정하고 DRAIN 부분에 인가하는 전압을 바꿔가며 MOSFET의 전압과 전류를 측정한다. GATE에 인가하는 전압을 변경하고 이전에 인가한 전압의 값과 VDS-ID 그래프를 작성해 값을 추출할 수 있다. RESISTIVE DIVIDER BIASING 회로를 구현하고 저항 값을 변화시켜가며 MOSFET의 전류와 전압을 측정하고 저항 값에 따라 MOSFET의 동작영역을 구분할 수 있다.

<중략>

2. MOSFET 동작

위 이미지는 N MOSFET의 동작 원리를 나타낸다. GATE에 전압을 주면, 왼쪽 아래 이미지처럼 P타입 BODY에 FIXED NEGATIVE CHARGE가 생성되어 Depletion region이 만들어진다. 여기서 gate 전압을 더 상승시키면 자유전자가 drain과 source 사이에 생성된다. 이를 N-channel이 생성되며 drain과 source 사이가 연결된다. 이 상태에서는 mosfet에서는 전류가 흐르지 않는다. 자유전자가 생성되고 난 후, drain에 전압을 인가하면 drain 쪽의 channel 폭이 줄어들어 전류가 흐르게 된다. Channel 형성 시 필요한 최소 전압 Vt, MOSFET에서 실질적으로 영향을 주는 전압을 OVERDRIVE VOLTAGE, Vov라고 표현하며, Vov=VGS-Vt가 된다. Vov>VDS일 때 MOSFET은 TRIODE REGION에서 동작한다고 한다. 이 때 MOSFET에 흐르는 전류 iD=kn’(W/L)((VGS-Vt)VDS-VDS^2/2) 이다. VovVDS일 때, SATURATION REGION에서 동작한다고 하며, 이 때 MOSFET에 흐르는 전류 iD=kn’(W/L)(VGS-Vt)^2으로 표현한다. MOSFET에서 VDS-ID 동작 영역이 나누어진 그래프를 통해 정리하면 다음과 같다.

참고 자료

Adel s. sedra, Kenneth C. smith, 정원섭 외 5 역, 마이크로 전자회로 7th edition (한티미디어, 2016)