JFET 동작원리 1

JFET의 동작원리(1) FET

FET 종류중 하나인 JFET 에 대해서 알아보고 또 동작원리에 대해서 살펴보겠습니다.
앞서 말씀 드렸듯이 FET의 동작원리는 BJT와 다릅니다.

JFET은 위와 같은 모습을 하고 있습니다. 보시면 하늘색 부분이 N 채널 이라고 적혀있습니다. P형 반도체도 있지만 전자 혹은 정공이 전도현상에 참여하게 되는 것은 이 하늘색 부분입니다.
우선 D에 (+), S에 (-)를 걸어 줍니다. 그러면 N채널일 경우 전류는 D -> S로 흐를 것입니다. N채널을 통해서 말이죠, 이 N채널 물질은 드레인에서 소스까지의 전류 통로를 제공합니다. 이 때 흐르는 전류는 N채널 물질의 저항에 의해서 결정이 될 것입니다.

게이트부분을 보시면 P형 반도체로 되어있습니다. 게이트에 (-)전압을 인가해보겠습니다.

(그러면 게이트와 소스가 연결되어있으므로 +극은 소스로 넣어지게 됩니다.)
그리고 보니 이렇게 게이트에 (-), 소스에 (+)를 걸어주니 다이오드에 PN접합에서 역방향바이어스랑 똑같은 상황 이군요!
또한 드레인의 (+)와 게이트의 (-) 역시 PN접합에서 역방향 바이어스가 됩니다.
네, 맞습니다. 이렇게 연결하면 역방향바이어스가 됩니다. 그러면 공핍층이 커질 테지요.
Depletion Region이 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 JFET의 전류를 제어하기 위함입니다.

위 그림을 보시면 공핍층이 결국 만나게 되는데요 이 두 공핍층이 만나는 것을 핀치오프라고 합니다. 그때의 드 레인 전압 VD를 핀치오프 전압 VP라고 합니다.
근데 이상한게 하나있습니다. 유독 드레인쪽으로 공핍층이 몰리는 것을 볼 수 있는데요.
이것은 드레인과 게이트에 걸리는 역방향바이어스가 게이트와 소스 간의 역방향바이어스 보다 크기 때문에 드레 인쪽으로 쏠리는 현상이 일어난다고 생각하시면 됩니다.
기억하실 점은 게이트 전압이 곧 JFET의 전류를 제어하는 것입니다. JFET은 이렇게 동작 원리를 이해하시면 됩니다.

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