MOSFET의 동작원리(2), Enhancement type FET 오늘은 Enhancement type 인 증가형 MOSFET 에 한번 살펴볼까합니다 자 , 다들 집중하시고 ~ 그럼 증가형 MOSFET 의 동작원리를 파헤쳐 보겠습니다 . 위의 그림은 증가형 MOSFET 입니다 . NMOS 라고 할 수 있죠 증가형 MOSFET 은 기본적으로 공핍형 MOSFET 과 비슷한 구조를 가지고 있습니다 . 다만 차이점이 하나 있습니다 . 보이시나요 ? 네 , 그렇습니다 . 공핍형과 달리 초기에 채널이 형성되어 있지 않습니다 . 여기서 잠깐 ! 앞서 포스팅했던 공핍형 MOSFET 의 경우 채널이 이미 형성되어 있기 때문에 Vgs=0 인 경우 드레인 전류 Id=0 이었습니다 . 게이트에 전압 을 걸어주지 않아도 전류가 흐른다는 뜻이지요 . 그렇다면 이번 증가형 MOSFET 의 경우 공핍형과 달리 채널이 형성되어 있지 않습니다 . 그렇다면 게이트에 전압을 걸어주지 않았을 때 전류 는 어떻게 될까요 ? 네 , 맞습니다 . 전류가 흐르지 않게 되지요 . 안녕하세요 ? 최근에 너무 정신없이 바빠서 일주일이 훌쩍 ~ 할 일이 너무 많네요ᅲ 어쨌든 반도체와 아메리카노 , 이해가 쉽도록 위의 그림을 통해서 설명을 드리겠습니다 . 게이트에 (+) 전압을 걸어보도록 하겠습니다 . 그렇게 되면 P 형 substrate(P 형 substrate 은 p 형 반도체입니다 .) 의 정공은 척력에 의해 밀려나게 됩니다 . 반대로 전자들은 끌려올 것입니다 . 전자들이 지나다닐 수 있는 채널이 형성되고 있는 중이지요 . 증가형 MOSFET 은 이 채널...
JFET의 동작원리(1) FET FET 종류중 하나인 JFET 에 대해서 알아보고 또 동작원리에 대해서 살펴보겠습니다 . 앞서 말씀 드렸듯이 FET 의 동작원리는 BJT 와 다릅니다 . JFET 은 위와 같은 모습을 하고 있습니다 . 보시면 하늘색 부분이 N 채널 이라고 적혀있습니다 . P 형 반도체도 있지만 전자 혹은 정공이 전도현상에 참여하게 되는 것은 이 하늘색 부분입니다 . 우선 D 에 (+), S 에 (-) 를 걸어 줍니다 . 그러면 N 채널일 경우 전류는 D -> S 로 흐를 것입니다 . N 채널을 통해서 말이죠 , 이 N 채널 물질은 드레인에서 소스까지의 전류 통로를 제공합니다 . 이 때 흐르는 전류는 N 채널 물질의 저항에 의해서 결정이 될 것입니다 . 게이트부분을 보시면 P 형 반도체로 되어있습니다 . 게이트에 (-) 전압을 인가해보겠습니다 . ( 그러면 게이트와 소스가 연결되어있으므로 + 극은 소스로 넣어지게 됩니다 .) 그리고 보니 이렇게 게이트에 (-), 소스에 (+) 를 걸어주니 다이오드에 PN 접합에서 역방향바이어스랑 똑같은 상황 이군요 ! 또한 드레인의 (+) 와 게이트의 (-) 역시 PN 접합에서 역방향 바이어스가 됩니다 . 네 , 맞습니다 . 이렇게 연결하면 역방향바이어스가 됩니다 . 그러면 공핍층이 커질 테지요 . Depletion Region 이 바로 공핍층입니다 . 이렇게 게이트에 전압을 점점 더 올려주게 되면 공핍층의 두께는 커지게 되어서 서로 맞붙게 됩니다 . 게이트에 (+) 전압이 아닌 (-) 전압을 걸어주어 역방향 바이어스를 만드는 이유는 바로 이 게이트 전압제어로 인한 공핍층의 변화를 주어서 JFET 의 전류를 제어하기 위함입니다 . 위 그림을 보시면 공핍층이 결국 만나게 되는데요 이 두 공핍층이 만나는 것을 핀치오프 라고 합니다 . 그때의 드 레인 전압 VD 를 핀치오프 전압 VP 라고 합니다 . 근데 이상...
MOSFET의 동작영역(2), Enhancement type FET 자 , 오늘의 포스팅 주제는 증가형 MOSFET 의 동작원리의 마지막 , 포화영역 입니다 포화영역은 다룰 부분이 좀 있지만 차근차근 설명해 드리겠습니다 그럼 시작 하겠습니다 ! 위의 그래프를 보시겠습니다 . 그래프에서 점선의 오른쪽 영역이 포화영역입니다 . 포화영역 역시 도통 상태이니 게이트의 전압은 문턱전압보다 큰 값을 가지겠지요 . 이것은 드레인 전압이 채널 형성에 기여하는 게이트 전압보다 큰 경우입니다 . (Vds>Vgs-Vth 인 경우입니다 ) 이 영역에서 드레인 전류는 드레인 전압에 무관하고 게이트 전압에만 영향을 받습니다 . 포화영역에 들어서면 드레인 전류는 일정해는 것을 볼 수 있습니다 . 이 현상을 수식을 통해 접근해 보겠습니다 . Vgs = 10V, Vds =7V 라고 가정합시다 . Vgs = Vg-Vs 로 표현할 수 있으므로 Vds 역시 Vds=Vd-Vs 이겠죠 Vg-Vs=10 과 Vd-Vs=7 을 연립해서 Vs 를 소거하면 Vg-Vd=3 이라는 식이 나옵니다 . 즉 Vgd=3V 이죠 다시 정리하면 Vgs-Vds=Vgd, Vds=Vgs-Vgd 라는 식이 나옵니다 . 여기서 한가지가 생각나네요 증가형 MOSFET 의 경우 문턱전압이 있었지요 ? 문턱전압이 2V 라고 해봅시다 . Vgs 는 고정시킨 상태에서 Vds 를 높여 보면 Vgs=10V, Vds=8V 라면 Vgd=2V 입니다 . Vds 가 증가하면 Vgd 는 점점 낮아져 문턱전압에 도달하는 것을 볼 수 있습니다 . Vgd 의 전장이 감소하여 드레인 채널은 점점 좁아지는 것이죠 결국 채널이 형성된 상태에서 Vgd=Vth( 문턱전압 ) 이 되면 드레인 근처에서 채널이 없어지는 것입니다 . 따라서 드레인 전압은 더이상 드레인 전류의 변화에 영향을 주지 못하게 됩니다 . 그러므로 포화영역에서는 Vds ≥ V...
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