[반도체 #01] MOSFET과 MOSFET 동작 원리

MOSFET 은 무엇인가?

 

먼저 MOSFET 이란 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor 의 약자로

한글로는 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터 정도로 풀이 가능합니다.

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MOSFET 의 구조와 동작원리

 

 

 

MOSFET 은 위 그림과 같은 구조를 가지고 있습니다.

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Metal Gate 에 Vth (Threshold Voltage, 문턱 전압) 이상의 전압을 인가하면

P-type 의 substrate 표면에 N-type 의 채널이 형성됩니다.

이 채널을 통해 Source 와 Drain 사이에서 전자의 이동이 발생합니다.

채널이 N 형인지 P 형인지에 따라 NMOS 또는 PMOS 로 구분되기도 합니다.

 

 

위 그림에서 Gate 와 Source 사이의 전압을 VGS 라고 했을 때, VGS 가 문턱 전압인 VTh보다 크게 되면 채널이 형성됩니다.

이 때, Drain 에 Source 보다 높은 전압을 인가하면 채널을 통해 전자가 이동하며 전자의 이동 방향과 반대 방향으로 전류가 흐르게 됩니다.

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Gate 와 Source 사이의 전압 VGS 와 Gate 와 Drain 사이의 전압 VGD 가 VTh 보다 낮은 경우

Drain 과 Source 사이의 전위차인 VDS 가 0 보다 크더라도 (즉, Source 보다 Drain 에 높은 전압이 인가)

Drain 과 Source 사이에는 전류가 흐르지 못 합니다.

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Gate 와 Source 사이의 전압 VGS 와 Gate 와 Drain 사이의 전압 VGD 가 VTh 보다 큰 경우에는

Drain 과 Source 사이의 전위차인 VDS 가 0 보다 크면 (즉, Source 보다 Drain 에 높은 전압이 인가)

채널이 형성되며 Source 에서 Drain 방향으로 전류가 흐릅니다.