전자회로실험9 MOSFET I-V 특성 예비보고서

1. 실험 목적

- 본 실험의 목적은 MOSFET의 여러 동작 범위에서의 특성을 측정하고자 한다.
- 본 실험을 수행함으로써 실험자는 다음을 습득하게 된다.

● N-채널 MOSFET의 Id-VDS 특성을 이해한다.
● 트라이오드 영역과 포화영역을 이해한다.
● 드레인-소오스 사이의 채널 저항을 이용하려면 작은 드레인 전압이 필요하고 그 크기는 어느 정도인가에 대한 개념을 가진다,
● 이론적으로 얻는 드레인-소오스 채널저항과 실험치를 비교한다.
● 포화영역에서 드레인-소오스 채널이 전류 소오스처럼 보이게 하려면 작은 VDS왿� comliance 전압이 필요함을 인식하게 된다.
● 포화영역에서 출력 저항이 드레인-소오스 채널을 비이상적인 전류 소오스로 인식하게 만든다.
● 실제 드레인-소오스의 트라이오드 영역에서의 ON저항 Ron은 포화영역에서의 소신호 출력저항 r0왿� 구별된다는 것을 인식한다.
● 전류 소오스를 구성하는 전류 미러 회로 형성을 습득하고 전류미러가 동작하는 전압 범위를 이해한다.

2. 실험 이론
MOSFET의 채널은 드레인 전압 의 크기에 따라 <표 9.1>과 같이 동작 양상이 다른 특성을 보인다.

작은
선형적인 의 관계(저항 으로 모델화 함)
중간 값 :
비선형적인 트라이오드 관계
큰 값 :
게이트 전압()에 의해 정해지는 일정한 전류

<표 9.1> 전압 의 크기에 따른 동작 특성

전류 소오스 증폭기를 구성하는 여러 단에 DC 일정 전류를 흘려주는 원천이며 전자회로 설계를 구성하는 중심 블록이다. 이 실험을 통해 MOSFET 전류 소오스를 사용하는 방법을 습득하게 된다.

MOSFET 전류 소오스의 동작은 MOSFET 소자 변수들과 전류 소오스에 의해 구동되는 부하 저항 크기에 대해 전혀 영향을 받지 않는다. 가장 기본되는 전류 소오스는 전류미로로써 <그림 9.1>과 같이 구성된다. NMOS 트랜지스터 M1, M2는 서로 정합(matching)되어 있다. 정합이란 두 트랜지스터가 문턱전압 , W/L 비, 전자 이동도 , 산화막 캐패시턴스 가 모두 같은 경우를 의미한다. <그림 9.1>과 같이 연결하게 되면 게이트-소오스 전압 는 서로 동일하게 되어 M1에 흐르는 드레인 전류 은 대칭을 이루는 M2의 드레인 전류 왿� 같게 된다. 또한 게이트를 통해 흐르는 DC 전류는 없으므로 기준 전류 는 과 같게 된다. 다른 표현으로 하면, 드레인 전류 는 기준 전류 의 미러가 된다.