Gate   게이트

(2020-04-27)

Drain, 드레인, Source, 소스

1. MOSFET 구조

  ㅇ (수평) 서브스트레이트 위에 소스-게이트-드레인으로 구성된 pnp, npn 접합 구조
     - 소스(Source)  : 전하 캐리어의 공급
     - 게이트(Gate)  : 전하 캐리어의 흐름 조절
     - 드레인(Drain) : 전하 캐리어의 흡수
     - 서브스트레이트(Substrate) : 기판

     * 위 4개가 단자화되어 외부와 연결됨 

  ㅇ (수직)  3층 적층 구조                                ☞ MOSFET 구조 참조
     - 금속-산화물-반도체(Metal-Oxide-Semiconductor)의 3층이 적층 구조를 형성
       

     * 층별 재료
        . 게이트(Gate)        : 금속에 가까운 고 농도 Poly Silicon
        . 산화막(Oxide Layer) : 얇고 우수한 절연층 (SiO₂)
        . 기판(Substrate)     : n형 또는 p형 실리콘(Silicon) 


2. MOSFET의 게이트(Gate) 단자

  ㅇ 게이트와 기판 간에 절연됨
     - 게이트 전극(단자)과 기판 간에 실리콘 산화막(SiO₂)으로 절연시킴

  ㅇ 게이트의 인가 전압 => 채널전도도 조절 역할                      ☞ 선형 영역 참조
     - 게이트 전압문턱전압 보다 낮으면,  (VG < Vth)
        . 드레인 전압(VD)을 인가하더라도 통로가 없어 소스-드레인 간 불도통
     - 게이트 전압이 문턱전압 보다 높으면,  (VG>Vth)
        . 산화물 바로 아래에 전자가 흐를 수 있는 반전층이 형성됨. 도통.
     - 게이트 전압(VG)이 증가할수록,
        . 채널캐리어 농도가 증가하며 전도도가 증가됨
     - 결국, Gate는 채널전도도 조절 역할을 하게됨

  ㅇ 게이트의 재료 
     - 금속에 가까운 고 농도 Poly Silicon
        . 산화막(Oxide) 위에 증착 적층(stack)시켜 형성시켜 만들어진 다결정 실리콘
           .. 다결정 실리콘은 그 아래 산화막화학반응을 하지 않으며 고온에 견딜 수 있음

  ㅇ 게이트의 역할
     - 전하 캐리어의 흐름 즉, 전류제어


3. MOSFET의 드레인(Drain),소스(Source) 단자

  ㅇ 드레인,소스 간에 전압(VDS)을 가하면, 드레인 전류 ID가 흐르는데,
     - 이때, 게이트,소스 간에 인가 전압(VGS)에 의해 드레인 전류제어 가능

  ㅇ 대칭적인 소자 (소스,드레인 위치를 바꾸어도 아무런 차이 없음)
     - 소스,드레인 구분은 인가된 전압의 역할에 따라 정해짐

  ㅇ 전하 캐리어의 공급 및 흡수
     - 소스(Source)  : 전하 캐리어의 공급
        . 소스로부터 채널(반전층)로의 전하 주입을 통해 전하 공급이 이루어짐
        . 즉, 채널을 흐르는 전하(전자,홀)는, 기판의 캐리어 생성에서 얻어지는 것이 아님
     - 드레인(Drain) : 전하 캐리어의 흡수


4. MOSFET의 기판/몸체(Substrate,Bulk) 단자집적 회로에서 대부분의 MOSFET 소자들이 몸체 연결을 공유 함 
     - pMOS의 p형 기판은 접지, nMOS의 n형 기판은 전원 쪽으로 연결되어 공유됨


[MOSFET 구조] 1. MOSFET 구조 2. 게이트,드레인,소스
  1.   기술공통
  2.   기초과학
  3.   진동/파동
  4.   방송/멀티미디어/정보이론
  5.   전기전자공학
        1. 전기 (Electricity) 이란?
        2. 전기전자공학
    1.   디지털공학
    2.   신호 및 시스템
    3.   회로해석
    4.   전자기학
    5.   초고주파공학
    6.   반도체
          1. 반도체
      1.   도체 전도성
      2.   반도체 기초
      3.   반도체 재료
      4.   반도체 에너지밴드
      5.   반도체 평형상태
      6.   반도체 전하 이동
      7.   반도체 접합
      8.   다이오드
      9.   트랜지스터
            1. 트랜지스터
        1.   트랜지스터 구분
        2.   BJT
        3.   MOSFET
              1. MOSFET
              2. MOSFET 특징
              3. 공핍형,증가형 MOSFET
          1.   MOS 커패시터 (모형)
          2.   MOSFET 구조
            1.   1. MOSFET 구조
                2. 게이트,드레인,소스
          3.   MOSFET 동작
          4.   MOSFET 파라미터
      10.   집적공정
    7.   전자회로
    8.   전기공학
    9.   자동제어
    10.   전자공학(기타일반)
  6.   통신/네트워킹
  7.   정보기술(IT)
  8.   공학일반(기계,재료등)
  9.   표준/계측/품질
  10.   기술경영

 
        최근수정     요약목록     참고문헌