MOSFET Current Voltage Characteristics   MOSFET 전류 전압 특성

1. MOSFET 전류 - 전압 특성

     


2. MOSFET 동작영역별 전류 전압 관계식

  ㅇ 차단 영역 (Cutoff)
     -  {# v_{GS} \leq V_T #}
     -  {# i_D = 0 #}

  ㅇ 트라이오드 영역 (Triode), 선형 영역 
     -  {# v_{GS} \geq V_T, \quad v_{DS} \leq v_{GS} - V_T #}
     -  
[# i_D = \frac{1}{2}μ_n C_{ox}\frac{W}{L} \left[ 2(v_{GS}-V_T)v_{DS}-v_{DS}^2 \right] #]

  ㅇ 포화 영역 (Saturation)
     -  {# v_{GS} \geq V_T, \quad v_{DS} \geq v_{GS} - V_T #}
        . (핀치 오프에서, {# v_{DS}=v_{DS,Sat}=v_{GS} - V_T#})
     -  
[# i_D = \frac{1}{2}μ_n C_{ox}\frac{W}{L} (v_{GS}-V_T)^2 #]

     - 한편, 채널길이변조 효과 ({# v_{DS} > v_{GS} - V_T#})
        
[# i_D = \frac{1}{2}μ_n C_{ox}\frac{W}{L} (v_{GS}-V_T)^2 (1+λv_{DS}) #]
        . λ : 채널길이변조 계수 (얼리효과 반영) 


3. MOSFET 전류 전압 관계에 대한 기본 가정

  ㅇ 전도채널로 만 전류가 흐름
     - 소스,드레인 간의 전도채널로 만 전류가 흐르며, 
     - 기판,게이트로는 전류 흐름 없음

  ㅇ 전도채널 내 전류는,
     - 소스,드레인 간 전압차/전계로 인한, 표동(Drift) 현상이 주도적임

  ㅇ 전도채널 내 캐리어 이동도는,
     - 일정함

  ㅇ 전도채널에 대한 근사 모형으로는,
     - 경사형 채널 근사(gradual channel approximation)로써,
     - 전계가 채널 길이에 따라 일정하다고 봄

  ㅇ 산화막 - 반도체 계면 전하는, 
     - 등가 전하밀도에 의해 표현