충북대 전자회로실험 실험 2 MOSFET 특성 예비

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목차

1. 실험목적

2. 이론
1) MOSFET의 특성
2) MOSFET 전류-전압 특성 측정 방법

3. 예비실험
1) MOSFET의 전류-전압 특성 측정

4. 실험

본문내용

1. 실험 목적
(1) MOSFET의 동작 모드 및 전류-전압 특성을 이해하고 측정한다.

2. 이론
2.1 MOSFET의 특성
MOSFET은 금속-산화물-반도체(Metal Oxide Semiconductor) 구조에 전계효과(Field Effect)를 이용하여 전류의 흐름을 제어하는 트랜지스터(Transistor)이다. <그림 2.1>과 같이 p형 반도체 기판(Substrate) 위에 n형 반도체인 소스와 드레인으로 구성된 MOSFET을 NMOS(n-type MOSFET)라 한다.
<그림 2.2>는 게이트-소스 전압()에 따른 NMOS 동작을 보여준다. 게이트-소스 전압()을 문턱전압(Threshold Voltage:)보다 작은 전압까지 증가시키면(), p형 반도체 기판 내의 홀(Hole)들이 밀려나서 공핍영역(Depletion Region)이 형성되어 드레인-소스 간에 전자가 이동하지 못하고 NMOS는 꺼져 있는 상태이다. 하지만, 게이트-소스 전압을 문턱전압보다 높게 증가시키면(), 산화물(Oxide)과 기판(Substrate) 사이에 전자들이 모이면서 드레인과 소스 사이에 채널(Channel)이 형성되어 드레인-소스 간에 전자의 이동이 가능해져 NMOS는 켜져 있는 상태가 된다.
<그림 2.3>는 트라이오드(Triode) 영역에서 동작하는 NMOS의 단면도와 전류-전압 특성을 보여준다. 게이트 전압()을 고정시키고 드레인 전압()을 증가시키면, 소스에서 드레인으로 전자가 이동하여 드레인 전류()가 드레인에서 소스 쪽으로 흐른다. 드레인-소스 전압()이 게이트-소스 전압()과 문턱전압()의 차보다 작을 때, 는 식(2.1)과 같다. <그림 2.4>는 포화(Saturation) 영역에서 동작하는 NMOS의 단면도와 전류-전압 특성을 보여준다. 포화영역에서 가 증가함에 따라 채널의 길이가 조금씩 감소하는 현상을 채널길이 변조(Channel-Length Modulation)라고 부른다.

참고 자료

없음