MOSFET

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)

MOS 구조를 활용한 FET 소자이다.

Gate에 전압을 인가 → 채널형성 (즉, 스위치의 역할을 한다)

Source/Drain에 전압을 인가 → 전계 형성

NMOS

Source Drain Gate에 Bulk까지 4단자 소자라지만 굉장히 옛말이다.

현재는 구조가 바뀌었기 때문이다.

(bulk가 왜 없어졌는지 왜 의미 없는지 작성 필요)

bulk(body)는 일반적으로 source와 이어져 있다.

 

 

 

 

동작특성

V_GS가 V_T를 넘을 때 채널이 형성된다.

V_DS가 0V 보다 커지게 되면 전류가 흐르게 되면서 On 상태가 된다.

나머지 상황엔 다 Off

물론, 채널이 열린 상태로 drain에서 source로 흘려주어도 전류 발생한다. (역방향)

(0V < V_GS <  V_T 이고 V_DS가 0V보다 크면 Sub-threshold reigon이라고 한다.)

 

 

Sub-threshold reigon

문턱 전압 아래에서 전류가 미세하게 흐르는 누설 전류라고 보면 된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

첫번째 그래프

V_DS가 점점 증가하다가 Gate가 열어준 만큼에서 일정해진다.

 

두번째 그래프

V_T 넘기는 순간부터 쭉 증가

 

 

 

 

 

 

 

 

NMOSFET vs PMOSFET

 

전자의 이동도가 홀의 이동도 보다 크기 때문에 NMOSFET을 사용한다. (전류 차이 2~3배)

 

그래도 둘을 비교해보자.

Source와 Drain의 도핑을 보고 N인지 P인지 보면된다.

사실, 어떤 채널을 형성하느냐로 따지는 게 더 main이긴 하다.

 

NMOSFET	PMOSFET
전자를 이동시킨다.	홀을 이동시킨다.
전류의 방향은 D → S	전류의 방향은 S → D
전자가 이동하므로 low 신호를 보낸다.(Pull down)	홀이 이동하므로 high 신호를 보낸다.(Pull up)
gate에는 high를 주어서 채널을 열어야 한다.	gate에는 low를 주어서 채널을 열어야 한다.