트랜지스터 입문 (BJT - FET - MOSFET)

소개

해당 자료는 필자가 근 1달동안 트랜지스터에 대해서 공부하면서 기록한 자료입니다.
직접 OrCAD PSpice로 시뮬레이션한 자료나 직접 패드로 정리한 자료가 포함되어 있어서 가독성이 보다 좋을것으로 예상됩니다.
이 자료 또한 필자가 처음부터 공부하면서 차근차근 채워나갔기 때문에 자료가 많을지 언정 그 자료를 모두 이해하려고 노력한다면 입문할때 편할것으로 예상됩니다.

목차

1. 트랜지스터
2. 웨이퍼 공정
3. BJT(Bipolar Junction Transistor) - 접합형 트랜지스터
4. 항복 전압
5. BJT의 동작원리
6. BJT의 영역
7. BJT의 스위칭 작용
8. 트랜지스터의 분류
9. FET(Field Effect Transistor) - 전계 효과 트랜지스터
10. MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET) - 금속 산화막 반도체 FET
11. MOSFET의 종류
12. MOSFET의 기호
13. MOSFET의 구분
14. MOSFET, Gate 물질의 변화
15. CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) - 상보적 금속산화막 반도체(맛보기)
16. CMOS와 CIS(CMOS Image Sensor)의 상관관계

본문내용

Oxide 아래의 Semiconductor는 p형 반도체와 n형 반도체로 이루어져 있습니다. 그래서 NMOS의 기판(Substrate), 즉 NMOS의 토대는 P형 반도체로 이루어지게 되고 PMOS는 그의 반대인 N형 반도체가 기판을 이루게 됩니다. NMOS와 PMOS는 정반대의 구조로 되어있기 때문에 NMOS로 설명을 하겠습니다. NMOS의 구조는 <그림 18>과 같이 이루어져 있습니다. 저는 위에서 FET은 전압으로 제어하는 트랜지스터라고 했습니다. 따라서 Gate에 전압을 가해서 전류가 흐르게 만들기 위해선 carrier, NMOS에서는 전자가 필요할 것입니다. 따라서 자유전자를 만들기 위해 n-type 도핑을 oxide가 쌓아 올려진 부분의 옆에 아주 심하게 해주어 NMOS에서의 캐리어인 전자가 많이 생기게 해줍니다. 그렇다면 <그림 18>과 같이 n+ region이 두개가 생기게 되고 n+ region에서는 음전하를 띠는 전자를 공급받아 전류를 흘리게 됩니다.
그렇다면 FET은 정확히 무엇일까요? 위에서 언급되었듯이 전계효과를 받아서 작동하는 트랜지스터를 말합니다. 전압은 전위차이와 같은 개념이기 때문에 전위차가 높은 곳, 즉 전압이 높은 양전압은 전자를 당기게 됩니다. 따라서 게이트에 양전압을 가하게 되면 <그림 19>와 같이 n+ region으로부터 oxide 아래로 전자들이 끌려오게 됩니다. 이렇게 전자들이 끌려오게 되었을 때를 Channel이 생겼다고 합니다. 그리고 Channel은 Gate의 전압이 특정 전압보다 커져야 Channel이 형성되기 시작하는데 이 특정한 게이트 전압을 threshold voltage(Vt)라고 합니다.
그렇다면 Drain과 Source를 구분하는 것은 어떤 것이 될까요? 상대적으로 높은 전압을 가해준 n+ region을 Drain이라고 부르며, 보다 낮은 전압을 가해준 n+ region을 Source라고 부릅니다.

참고자료

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