2-2) MOSFET Structure and Symbols

• N형 MOS는 negative 도핑된 Source와 Drain을 가지고, positive 도핑된 body를 가지고 있다.
• Source와 Drain의 n형 도핑은 제조공정에서 diffuse 되어 실질적인 channel의 길이는 2Ld만큼 빼주어야 한다.
• 보통 effective Channel Length는 10nm, tox(산화막 두께) 15 옹스트롬 정도이다.
• Source 단자는 Charge Carrier (n-type에서 전자)를 제공하는 역할이고, Drain 단자에서 Carrier를 받아온다.
• Source, Drain, Gate의 세가지 입력 단자에 걸리는 Voltage가 무엇이냐에 따라 Source와 Drain은 역할을 서로 바꿀 수 있다. (Drain 단자가 더 높은 positive 저항을 가져야 Carrier를 운반할 수 있다)

• MOSFET은 body라는 substrate까지 친다면 4가지의 terminal을 가지고 있다.
• body의 potential 값은 device 특성에 매우 큰 영향을 미친다.
• 보통의 Source, Drain 단자쪽의 n-type 도핑으로 인해 PN diode 형태를 body와의 관계에서 갖게 되는데, 이때 일반적으로 body와 terminal 간 reverse-bias 되어있어야 한다.
  • 이를 위해서 일반적으로 body는 system의 supply 부분에서 negative (낮은 전압값)을 공급받는다.

• PMOS는 모든 doping type이 NMOS와 반대이므로 NMOS 해당 내용의 정확히 반대로 생각하면 됨.

• CMOS로 불리는 complementary MOS는 한가지 substrate에 N, PMOS를 동시에 제조하는 것.
• 최근의 제조 공정에서는, p-sub에 n-well을 만들어 pmos를 제조.
  • n-well은 positive voltage값을 인가.

mosfet symbols

• body는 B라고 이름붙인다 (bulk)
• PMOS의 source 단자는 gate의 potential 보다 높은 값을 가진다. VDD 공급전압
  • PMOS는 gate에 걸리는 전압이 (-)형태이기 때문
• 대부분의 circuit에서, NMOS PMOS의 Bulk는 각각 GND, VDD 값으로 고정되어 있다.
  • omit : 생략하다.
  • bulk의 potential은 일반적으로 gnd, vdd로 생각하므로 생략한다.
• (c)의 심볼과 같이 digital 쪽에서 사용할때는 NMOS PMOS를 not symbol을 사용하여 구분한다.