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실험9. MOSFET의 특성
1.실험목적
a.소자 문턱 전압과 소자 전도도변수를 측정해 본다
b.MOS 소자의 특성 곡선을 측정해보고 이를 통해서 MOS의 여러 특성에 대해 알아본다
2.기초이론
전계-효과 트랜지스터
BJT와 마찬가지로 FET에서도 두 단자사이의 전압이 제 3의 단자에 흐르는 전류를 제어한다 따라서 FET는 증폭기나 스위치로 사용될 수 있다. FET에는 여러 종류가 있지만 주로 사용되는 것은 MOSFET이다. BJT에 비해 MOS 트랜지스터는 아주 작게 만들 수 있고 제조 공정이 비교적 간단하다 더욱이 MOSFET만을 이용하여 디지털 논리 기능과 메모리 기능을 실현할 수 도 있다. 이런 이유로 현재의 대부분의 VLSI회로는 MOS기술로 만들어 지고 있다.
전류 전도를 위한 채널의 형성
NMOS트랜지스터의 경우 게이트가 소스에 대하여 양의 전위를 가지고 있다면 자유 정공들을 게이트 아래의 기판 영역으로부터 밀어낼 것이다 이 정공들은 기판의 아래쪽으로 밀려날 것ㅇ고 정공들이 있던 자리에는 캐리어 공핍 영역이 남게된다 이 공핍 영역은 억셉터 원자들과 연관된 속박 음전하들로 구성될 것이며 이 속박 음전하 들은 그들을 중화 시키던 정공들이 기판 아래족으로 밀려났기 때문에 노출되어 있을 것이다.
또한 양의 게이트 전압은 저항들을 n+소스 및 드레인 영역으로부터 채널 영역으로 끌어당길 것이다. 충분한 수의 전자들이 게이트 아래의 기판 표면 근처에 축적되면 n영역이 만들어져 소스와 드레인 사이를 전기적으로 연결할 것이다. 이 상황에서 어떤 임의의 전압이 드레인과 소스 사이에 인가된다면 유도된 n영역이 전류를 드레인으로부터 소스로 흐르게 하는 채널을 형성한다.
출분한 수의 이동 전자들이 채널 영역에 축적 되어 도통된 채널을 형성할 때의 vgs값을 우리는 문턱 전압 이라고 부르고Vt로 표시한다.
분명히 n채널 FET의 Vt는 플러스일 것이다 Vt의 값은 소자를 제조하는 동안에 조절되며 보통 1에서 3V 범위내에 잇다
MOSFET의 동작영역
그림 9-1에 전압 vgs와 vds가 인가되어 있는 정상적인 전류 방향이 표시된 n채널 증가형 MOSFET을 나타내었다 그림 9-2와 같은 iDS-VDS 특성들은 vgs를 일정한 값으로 유지시킨 상태에서 vds를 가변 시키면서 ID를 측정했을 때 얻어진다 MOSFET에…(생략)
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