Electrical engineering
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반도체 소자, 회로설계/MOSFET 4

MOS 와 MOSFET (4) - Large / Small-Signal Models, PMOS tr.

Large-Signal Models / Small-Signal Models 우리가 앞서 파악한 Drain에 흐르는 최대전류(혹은 Channel의 최대전류/Saturation Current)는 다음과 같다. 이 모델의 식에서. 위의 그래프와 같은 2차 곡선의 형태로 나타낼 수 있고, 이 식을 통해서 값을 Traking 할 수 있다. 즉 이말은 모든 변수 영역에서 Id의 정확한 값을 찾아낼 수 있다는 것이다. 이를 Large-Signal Modles 라고 한다. 입력되는 신호는 AC의 값이라고 가정할 경우. 특정 Static의 값을 가지고 특정 형태의 Wave를 가진다. 위의 그래프에서 Static의 값은 Y축을 지나는 값. 즉 x=0인 부분, 어느 위치에서 DC신호가 들어오는지 이고, 뒤의 위상변화와 Wa..

MOS 와 MOSFET (3) - gm의 조작 / Velocity Saturation / Body Effect

Doubling of gm Due to Doubling W/L 저번 포스트에서 알아봤던 Transconductance 값인 gm은 Gate의 전압이 변함에 따라 Vd가 바뀌는 정도를 나타낸다. 이 gm의 값이 크면 클수록 Amp로써의 증폭률도 커지는 것이기 때문에, 높은 gm의 값은 Amp로써 동작시키기에 좋은 소자로 볼 수 있다. 따라서 각 변수에 따른 gm의 비례값을 이용해 늘리는 방법을 보자면. 왼쪽부터 W/L , Vov, Id값이 상수로 취급되어질 때 다른 변수들로 나타난 gm의 값이다. 왼쪽의 두가지 수식만 보고 소자의 Amp로써의 특성을 인 gm값을 증폭시키기 위해 조작가능한 변수 Vov값과 Id에 관해서 보았을 때. 왼쪽의 수식은 Id에 대해서 gm이 루트값 만큼 비례하고, 우측 수식은 gm..

MOS 와 MOSFET (2) - 정량적 이해

Channel Charge Density 앞선 포스트에서도 다뤘던 부분이지만 다시한번 짚고 넘어가면서 이해해보자. 단위 length당 W만큼의 부피에서 차지하는 Charge의 Density를 정량적 수치로 구하는 과정이다. 위에 표시된 식에서 보자면. 단위 Length당 W의 부피이므로 그 요소인 Length는 1로 분모에, 분자의 그 Charge의 양은 해당 W폭에 포함된 Charge의 양을 구해내면 되므로. Charge의 양을 구하기 위해 Cox로 표기된 산화물 (절연체 Insulator)이 가지는 Capacitance 양 (-> Gate와 Body에 작용되는 전기장 세기) 또한 문턱전압 Vth보다 얼마나 강한 전압이 걸렸는지에 따라 Channel의 두께가 결정되므로 Vgs - Vth의 값을 곱한다...

MOS 와 MOSFET (1) - 정성적 이해

Chap. Physics of MOS Transistors. MOSFET (Metal-Oxide-Semiconduvtor-Field-Effect-Transistor) Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) Capacitor MOS는 한국어로 금속-산화물-반도체 라는 뜻으로. 그 구성요소에 대한 이름이다. MOSFET의 구조를 이해하고 동작을 따라가기 위해선 MOS를 흔히 알고 있는 Cap과 비교하여 이해할 수 있다. MOS는 위의 맨 왼쪽 그림과 같이. Conductive Plate, Insulator, P-Type Si (혹은 N type) 으로 구성되어 있다. 이는 마치 양쪽에 도체가 간격을 두고 떨어져 있고, 그 가운데에 부도체(절연체)가 들어가 Charge가 양쪽 도체(극판)에 ..

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