제 5장 전계효과 트랜지스터 (Field Effect Transistor) 정보통신공학과 교수 이종복
5.1 개요 분류 -BJT(Bipolar Junction Transistor) 1)원리 : 두 단자간에 흐르는 전류를 제3단자의 전류로 제어 2)특징 : bipolar(전자와 호올이 동시참여) -FET(Field Effect Transistor) 1)원리 : 두 단자간에 흐르는 전류를 제 3단자의 전압으 로 제어 2)특징 : unipolar(전자 또는 호올 한 가지만 참여)
전계효과(Field Effect) : 직접적인 접촉없이도 전기장에 의하여 전도 통로를 조정 FET -주요특성 1)입력 임피던스가 높다. 2)교류전압 이득이 낮다. 3)집적회로에 유용하다. - FET의 종류 1)JFET : Junction FET 2)MOSFET : Metal Oxide Semiconductor FET
5.2 MOSFET의 종류 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor) - Depletion mode(공핍형): VGS=0이어도 채널 존재 - Enhancement mode(증가형) VGS < VT일 때 채널 존재하지 않음 VGS >= VT일 때만 채널 존재 (n-channel 기준)
{ <事前知識> ※유전체의 특징 유전체 유전체 전자가 유도됨 호올이 유도됨 (+)인가시 (-)인가시 (-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-) (+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+) 전자가 유도됨 호올이 유도됨 (-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-) (+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+) { 단자가 실제 접촉하지는 않음 유전체에 가로막혀 흘러나가지 못함
5.3 증가형 MOSFET(enhancement mode MOSFET) (1) 기본구조(n-channel) G(+) D(+) S SiO2절연막 N N % VGS=0V일 때 채널은 형성되지 않는다. (-)전자 전류 P SUB
G(+) D(+) S N N P SUB Gate에 전압 인가하지 않을 때 채널이 형성되지 않음. (2)Gate에 VT이상의 양전위 인가시 PSUB의 전자가 끌리게 되어 n-type channel을 형성한다. Drain이 양전위 이므로 drain쪽으로 전자가 흐른다. (3) 드레인 전류가 0에서 증가하기 시작하는 VGS 값을 VT (threshold voltage)라고 한다. (4) VDS일정, VGS 증가시 ID 증가 VGS 일정, VDS 증가시 drain쪽에서 channel폭이 좁아져서 Pinch-Off가 발생하여 (역바이어스 증가) ID 가 포화값에 도달하여 일정해짐. G(+) D(+) S N N Depletion region P SUB
를 양전위로 할수록 가 커지므로
(2)P-channel enhancement mode MOSFET G(-) D(-) S P P (1)Gate에 전압을 인가하지 않으면 채널은 형성되지 않는다. (2)Gate에 음전위 인가시 NSUB의 hole이 끌리게 되어 P-type channel을 형성한다. (3)Drain이 음전위이므로 drain쪽으로 hole이 흐른다. (4)Drain을 더욱 음전위로 하면 ID 가 증가한다. VDS 증가시 ID가 포화된다. (+)(+)(+) N SUB
를 음전위로 할수록 가 커지므로