(서울시립대 전전설3) [종합2등(A+), 성적증명] 10주차 예비레포트+MATLAB코드+LTSpice회로 - MOSFET I-V Characteristics

소개글

교수님 분반 2021년 1학기 자료입니다!

예비레포트에선 작성에 필요한 모든 LTSpice 회로+필요한 component까지 포함하고 있습니다.
그리고 실험값을 적을 엑셀을 미리 MATLAB과 연동시켜 놓았으므로 실험하면서 돌려보면 이론값과 실시간으로 비교할 수 있어요!
MATLAB코드를 실행하는 것도 파일을 받은 위치만 별도로 입력해주고 실행하면 원하는 그래프가 나오도록 최대한 편리하게 썼습니다.

이때 사용된 이론값은 transfer function만 입력하고 MATLAB에서 계산했거나,
또는 LTspice에서 만든 회로로 계산한 뒤 내보내기한 텍스트 파일이므로 믿을 만합니다.

교안은 다른 교수님 분반과 주제만 동일하고 내용은 아예 다릅니다... 게다가 교수님이 의욕이 크신 만큼 작년에 쓴 자료를 고쳐 쓰실 확률도 꽤 높아요.
그래서 정확히 어떤 교안에 대해 작성한 보고서인지 궁금하실 수 있는데 여기 직접 올려드릴 수는 없고 문의 남겨주시면 확인 도와드리겠습니다!

목차

I. Introduction
I.1. Goals
I.2. Purposes of documentation

II. Summary of Theories
II.1. Transconductance parameter
II.2. Early Voltage & Channel length modulation Coefficient
II.3. Finite Output Impedance

III. Pre-lab Report
III.1. Pre-lab. 1) NMOS
III.2. Pre-lab. 2) PMOS

IV. Concluding Remarks
IV.1. The linkage between Pre-lab report & experiment
IV.2. The linkage between experiment & Post-lab report
IV.3. The linkage between Pre-lab report & Post-lab report

본문내용

I. Introduction
Goals
N-type MOSFET과 P-type MOSFET을 이용하여 간단한 회로를 설계하고, 전류-전압 특성 및 parameter에 대한 측정 실험을 수행한다.
Purposes of documentation
실험에 앞서 전체적인 과정을 점검하고 이론적인 값을 미리 도출해보기 위함이다.

II. Summary of Theories
Transconductance parameter
MOSFET의 forward transconductance는 다음과 같이 정의되며(참고문헌 [5]), 그 단위는 S=A/V이다(참고문헌 [6]).
█(g_DS≔μC_OX W/L V_OV [A/V]#(1) )
따라서 이를 통해 구한 transconductance parameter는 다음과 같이 나타난다.
█(k≔μC_OX W/L [A\/V^2 }#(2) )
Early Voltage & Channel length modulation Coefficient
i_D-v_DS 그래프의 linear extrapolation에 의한 교점의 전압을 early voltage라고 하며, channel length modulation coefficient인 λ와의 관계는 다음과 같다.
█(V_A=1/λ#(3) )
Finite Output Impedance
Saturation 영역에서 다음과 같이 정의된다.
█(r_0≔1/(λ(1\/2) k_n V_OV^2 )=1/(λi_(D,ideal) )#(4) )
Pre-lab Report
Pre-lab. 1) NMOS
Pre-lab. 1) – a)
참고문헌 [1p, 1]에서 확인한 2N7000 NMOS의 threshold voltage, forward transconductance의 값과 이를 통해 구한 transconductance parameter는 다음과 같다.

참고 자료

ON Semiconductor, “Electrical Characteristics of 2N7000,”, 2N7000 / 2N7002 / NDS7002A N-Channel Enhancement Mode Field Effect Transistor, Rev. 3, 2017.
“2N7000.onsemi.lib,” GitHub [Online].
Available: https://github.com/pepaslabs/LTSpice-parts/blob/master/parts/transistor/mosfet/nchannel/2N7000.onsemi.lib
Diodes Incorporated, “Electrical Characteristics of ZVP2106A,” P-CHANNEL ENHANCEMENT MODE VERTICAL DMOS FET: ZVP2106A, issue. 2, 1994.
“ZETEX ZVP2106A Spice Model v1.1,” Diodes.com [Online].
Available: https://www.diodes.com/assets/Spice-Models/Discrete-Prodcut-Groups/P-Channel-31V-99V.txt
“MOSFET Transconductance, 채널 컨덕턴스, MOSFET 전달 컨덕턴스,”, 정보통신기술용어해설 [Online]
Available: http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?nav=&m_temp1=5003&id=1228
“Transconductance,” Wikipedia [Online].
Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Transconductance

압축파일 내 파일목록

HappyCampus_JungSinJom_ECELab3_Wk10_pre.m
LTSpice/2N7000.asy
LTSpice/2N7000.lib
LTSpice/ECELab3_Wk10_Exper1_NMOS.asc
LTSpice/ECELab3_Wk10_Exper2_PMOS.asc
LTSpice/ZVP2106A.asy
LTSpice/ZVP2106A.lib
MATLABdata/10주차_실험값_MATLAB호환.xlsx
MATLABdata/Exper. 1-1-1.txt
MATLABdata/Exper. 1-1-2.txt
MATLABdata/Exper. 1-1-3.txt
MATLABdata/Exper. 1-2-1.txt
MATLABdata/Exper. 1-2-2.txt
MATLABdata/Exper. 1-2-3.txt
MATLABdata/Exper. 2-1-1.txt
MATLABdata/Exper. 2-1-2.txt
MATLABdata/Exper. 2-1-3.txt
MATLABdata/Exper. 2-2-1.txt
MATLABdata/Exper. 2-2-2.txt
MATLABdata/Exper. 2-2-3.txt
MATLABdata/예레에 사용한 LTspice data/Exper. 1-1-1 VdsId.txt
MATLABdata/예레에 사용한 LTspice data/Exper. 1-1-2 VdsId.txt
MATLABdata/예레에 사용한 LTspice data/Exper. 1-1-3 VdsId.txt
MATLABdata/예레에 사용한 LTspice data/Exper. 1-1-4 VdsId.txt
MATLABdata/예레에 사용한 LTspice data/Exper. 1-2 VgsId.txt
MATLABdata/예레에 사용한 LTspice data/Exper. 2-1 VdsId.txt
MATLABdata/예레에 사용한 LTspice data/Exper. 2-2 VgsId.txt
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