[전자회로] 14. MOSFET
지난 시간까지는 BJT 트랜지스터에 대해서 알아보았습니다.
오늘부터는 MOSFET이라는 새로운 소자에 대해 알아보겠습니다.
MOSFET도 BJT 트랜지스터와 마찬가지로 전류의 흐름을 조절하는 소자입니다.
1) MOSFET의 구조
MOS는 Metal - Oxide - Semiconductor를 의미합니다.
MOSFET은 이름처럼 금속, 절연체, 반도체를 쌓은 구조로 만들어집니다.
MOSFET은 Gate의 전압을 조절해 Soure와 Drain 사이의 전류 흐름을 제어합니다.
MOSFET의 종류에는 nMOS와 pMOS가 있습니다.
nMOS는 Source와 Drain에 n형 반도체를 사용하고 pMOS는 Source와 Drain에 p형 반도체를 사용합니다.
nMOS는 소스 -> 드레인 방향으로 전류가 흐릅니다.
pMOS는 드레인 -> 소스 방향으로 전류가 흐릅니다.
MOSFET은 기호로 위와 같이 나타낼 수 있습니다.
화살표 방향으로 전류의 방향을 표시합니다.
따라서 화살표 방향으로 nMOS와 pMOS를 구분할 수 있습니다.
2) MOSFET의 동작 원리
MOSFET에 전류가 흐르기 위해서는 드레인과 소스 사이에 전류가 흐를 수 있는 길이 만들어져야 합니다.
전류가 흐를 수 있는 길을 채널이라고 부릅니다.
게이트에 - 전압을 걸어주면 p형 반도체에 있는 양공이 게이트쪽으로 끌려갑니다.
따라서 양공이 소스와 게이트 사이를 막게 됩니다.
게이트와 소스는 n형 반도체로 이루어져 있기 때문에 전류가 흐르기 위해서는 자유전자가 흐를수 있어야 합니다.
하지만 양공으로 인해 소스와 드레인이 막혔기 떄문에 전류가 흐르지 못하는 상태가 됩니다.
게이트에 + 전압을 걸어주면 p 형 반도체 있는 양공들이 밀려납니다.
따라서 소스와 드레인 사이에 빈 공간 즉 채널이 형성됩니다.
채널을 통해 소스와 드레인에 있는 자유전자들이 이동할 수 있게 되고 전류가 흐를 수 있습니다.
게이트에 걸리는 전압의 크기가 커질수록 전류도 더 많이 흐를 수 있습니다.
하지만 어느 순간에 도달하면 포화로 인해 전류가 거의 증가하지 않습니다.