A. MOSFETi. MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET)는 소스와 게이트 및 드래인으로 구성되어 있으며, JFET와 다른 점은 게이트가 채널로부터 분리, 절연되어 있는 점이다. 따라서, 게이트 전압이 (+)든 (-)이든 게이트 전류는 흐르지 않는다. 즉, 에서 알 수 있는 바와 같이 MOSFET의 MOS(metal oxide semi-conductor)는 소스, 게이트, 드래인 단자가 연결된 금속(metal) 부분과 절연을 위한 SiO2(이산화규소) 부분, 그리고 전류가 흐르게 되는 반도체 부분에서 이름이 지어졌다. SiO2 부분으로 인해 입력되는 전류가 없으므로 실제 MOSFET의 입력저항은 다른 소자(BJT, JFET) 비해 대단히 높다. MOSFET의 기본구조 (N채널 EMOS)ii. MOSFET의 종류MOSFET는 JFET와 마찬가지로 전도 채널의 형식에 따라 N채널과 P채널로 구분된다. 이들은 또한 그와는 달리 EMOS(enhancement-증가형)와 DMOS(depletion-공핍형)으로 구분되기도 한다. 증가형은 게이트 전압을 가하여 채널을 형성하고, 드레인과 소스 사이의 전압에 의하여 전류가 흐르는 구조로 되어 있고, 공핍형은 구조적으로 처음부터 채널이 형성되어 있어서 드레인과 소스 사이의 전압에 의하여 드레인 전류가 흐르도록 되어있다.※B. MOSFET의 구조 및 동작두 종류의 MOSFET인 EMOS(enhancement MOSFET)와 DMOS(depletion MOSFET)의 구조적 차이는 채널에 있다. EMOS는 제작 시 채널을 만들지 않는다. 따라서 외부에서 바이어스를 인가하여 채널을 형성시킨다. 반면 DMOS는 제작 시 채널을 만들어놓기 때문에 JFET와 비슷한 특성을 갖는다. MOSFET의 공통 기호 - (a) N채널, (b) P채널은 EMOS와 DMOS의 공통적 기호로써 N채널은 의 (a)와 같이 화살표가 소스 단자로 유입되는 방향으로 표시되며, P채널은 의 (b)와 같이 화살표가 소스 단자에서 나가는 방향으로 표시된다. 화살표 방향은 전류 방향으로써 N채널은 게이트에 (+)전압을 가할 때 ON상태(전류가 드래인에서 소스로)가 되고, P채널은 게이트에 (-)전압을 가할 때 ON상태(전류가 소스에서 드래인으로)가 된다.i. EMOS(증가형) FETEMOS는 제작 시 채널을 형성하지 않고 동작 시 외부 바이어스 인가에 의해 채널을 형성한다. 의 (a)에 주어진 N채널 EMOS인 경우 P 기판에 소스와 드레인 부분은 N+를 형성한다. N채널을 형성하기 위해 게이트 단자에는 (+)전압을 인가하여 (-)전하인 전자가 소스와 드레인 사이에 모여 N채널을 형성하도록 한다. EMOS의 구조와 기호 - (a) N채널, (b) P채널JFET와 같이 소스에서 드래인으로 캐리어인 전자가 이동하도록 소스는 (-)전압을 드레인은 (+)전압을 인가한다. 의 (b)에 주어진 P채널 EMOS인 경우 N기판에 소스와 드레인 부분은 P+를 형성한다. P채널을 형성하기 위해 게이트 단자에는 (-)전압을 인가하여 (+)전하인 홀이 소스와 드레인 사이에 모여 P채널을 형성하도록 한다. JFET와 같이 소스에서 드래인으로 캐리어인 홀이 이동하도록 소스는 (+)전압을 드래인은 (-)전압을 인가한다. 에 주어진 EMOS기호에서 게이트 단자가 드래인 단자와 소스 단자와 분리되어 표시된 것은 게이트 단자가 SiO2로 다른 부분과 절연되기 때문이며 점선 부분은 채널이 동작 전에는 형성되어 있지 않기 때문이다. B단자는 기판 단자로써 화살표가 채널쪽으로 들어가면 N채널이고 화살표가 채널쪽에서 나오면 P채널을 의미한다. N채널 EMOS의 특성곡선 - (a) VDS에 대한 iD, (b) VGS에 대한 iD의 (a)는 N채널 EMOS에 대하여 VGS가 DC일 때 VDS와 iD와의 관계를 나타낸다. EMOS는 채널을 외부 바이어스에 의해 형성시켜야 하므로 N채널인 경우 VGS > 0인 DC게이트 전압을 인가함으로써 (-)전하인 전자로 구성되는 N채널을 형성할 수 있다. 따라서 VGS를 (+)값으로 증가시키면 형성되는 N채널폭이 증대되므로 일정한 VDS에 대해 드레인 전류 iD가 증가된다. 이 때 전류 iD방향은 전자 흐름 방향과 동일한 드레인 단자에서 소스 단자 쪽으로의 방향을 (+)로 한다. 의 (a)에서 “X"표시가 JFET특성 곡선에서와 같이 핀치오프 점을 의미한다. 이 점을 연결한 점선의 왼쪽이 VDS에 대해 iD가 선형적으로 변하기 때문에 선형영역이라 하고, 오른쪽은 iD가 포화되기 때문에 포화영역이라 한다.의 (b)는 의 (a)의 포화영역에서 VGS와 iD의 관계를 나타내며, JFET특성곡선과 거의 같기 때문에 EMOS의 VGS와 iD의 관계식은??????????????(1-1)와 같이 표현된다. VGS < VP 에서는 전류가 흐를 수 있는 충분한 N채널이 형성 되지 않기 때문에 iD = 0 이다. P채널 EMOS의 특성곡선 - (a) VDS에 대한 iD, (b) VGS에 대한 iD
