실험 6 : MOS FET

【 이론 】

MOSFET의 게이트는 매우 작고 뛰어난 특성을 갖는 커패시터이며, 채널을 통한 전도는 게이트와 소스사이에 인가된 전압에 의하여 제어된다.그러므로 MOSFET의 입력전류는 J-FET에 비한다면 입력전류와 대립이 되는 커패시터의 누설전류로서, 이는 역방향바이어스된 pn접합의 누설전류이다. 따라서 MOSFET의 입력임피던스는 J-FET에 비하여 수십배 또는 그 이상의 큰 값을 갖는다.

MOSFET의 Gate는 절연물질의

$$ SiO_2

층을 채널전면에 걸쳐서 침착시키는데 이러한 얇은

$$ SiO_2

층 위에 금속물질이 놓이게 된다. 그림 5-19는 대표적인 MOSFET의 구조형태를 보인 것이다.

MOSFET의 동작 특성으로는 세부적인 구조에 따라 구분되는 공핍형(depletion-mode)이나 증가형(enhancement- mode)이 있다. 그림 5-20(a)는 n채널 MOSFET의 특성을 나타낸 것이다. 공핍형에서 채널은 정상적으로 도체이며, 이 때문에 J-FET에서와 같이 전류의 흐름이 감소될 수도 있고, 충분한 게이트전압이 인가됨에 의하여 차단까지도 가능하다. 증가형에서는 채널이 정상적으로 차단상태이며, 게이트전압을 인가함에 따라 줄이거나 또는 늘릴(증가) 수 있으며, 제어할 수가 있게 된다. 공핍형 MOSFET는 그림 5-20(d)에 나타낸 것처럼 증가형에서도 동작할 수 있다.

게이트의 정전용량은 매우 작으며, 따라서 입력임피던스는 매우 높다. 그래서 게이트는 어떤 전압레벨 이상에서 매우 쉽게 하전될 수 있으므로, 커패시터의 좁은

$$ SiO_2

유전체가 파괴될 수 있다. 대략 50V정도의 전압으로 파괴되며, 이는 정상적인 취급에 따라 발생하는 정전하들에 의하여 쉽게 유도될 수 있음을 의미한다. 이러한 이유 때문에 이들 소자들은 리이드들을 서로 단락시켜서 흔히 패키지화 한다.

게이트와 드레인 사이 및 게이트와 소스 사이의 고유의 정전용량(고주파응답을 제한)은 대체로 MOSFET에서 더 낮으므로, 일반적으로 고주파응답이 JFET에 비하여 더욱 좋다. JFET가 온도에 따라 지수적으로 증가하는 입력누설전류를 갖는데 반하여, MOSFET에서는 온도의 영향이 최소가 된다. MOSFET는 오늘날 보편적으로 이용할 수 있는 온도의 영향을 적게 받는 반도체소자이다.