사랑.소망.믿음

FET를 공부하다 보면 처음 맞닥뜨리는 수식이 있다. 이름하여 드레인과 소스간 전류 ( ID )의 근사식이라는것이다. 또는 쇼클리 방정식 ( Shockley’s equation )이라고 하는데 BJT를 특허낸 쇼클리와 어떤 연관이 있는지는 모호하다. 쇼클리가 창안한 방정식이 아닌 것은 분명한 듯 하지만, 왜 이름을 쇼클리와 연관시켰는지 출처는 없다. 트랜지스터 개발에 지대한 공헌을 했던 쇼클리를 기념하여 헌정 했음직하다. ​방정식의 형태는 아래와 같다. 골격은 입력과 출력과의 관계로 드레인 전류( ID )가 게이트-소스간 전압( VGS )으로 결정된다는 간단한 의미를 가진 식이다. 또는, ☞ 핀치오프 전압은 차단전압과 같으므로 기호를 같게 사용한다. VP = VGS(OFF) 출처가 어떻든, 유도가 어찌 ..

트랜지스터 2019. 11. 6. 21:09

전달특성( transfer characteristic, 傳達特性 )은 입력전압, 즉 JFET의 게이트-소스간 전압( VGS )에 따라 출력측의 드레인 전류( ID )가 어떻게 변하는지 측정하는 것이다. 앞에 관찰 했던 JFET의 출력특성( output characteristic )을 가지고 전달특성( transfer characteristic )을 손쉽게 그래프로 그려 낼 수 있다. ​​Vishay 社의 2N4391의 출력특성 ( VDS-ID ) 그래프에서 y축 드레인 전류는 그대로 놔두고 x축으로 설정했던 드레인-소스 간 전압( VDS )을 게이트-소스간 전압( VGS )으로 바꾸어 주기만 하면 간단하게 그래프를 그려 낼 수 있다. 달리 측정해서 그릴 필요가 전혀 없다. 기존의 출력특성 그래프에서 전달..

트랜지스터 2019. 11. 6. 21:04

출력특성 그래프를 마무리하고, 핀치오프에 대한 성격을 좀 더 규명하여 아리까리 했던 문제를 해결해 보기로 한다. 대부분의 경우에 드레인 전류가 흐르지 않는 게이트-소스 간 전압을 핀치오프 전압이라고 배웠기 때문에, 드레인 전류가 일정 하게 유지 되는 전압으로서의 핀치오프 전압은 낯설 수 있다. 서로 다른 경우 같은데 왜 같은 용어를 똑 같이 사용 했는지 그 이유를 알아 보는 것이 목표가 되겠다. 먼저 드레인-소스 간 전압( VDS )을 더욱 올려 주면 어떤 현상이 일어 날까? 대충 짐작해 보면 역방향 바이어스가 더욱 커질 때 다이오드가 제정신 잃고 전류를 급격히 흘려 보내는 항복이 일어 나듯이 직감상 항복현상( breakdown 降伏現象 )이 일어 날 것 같은 확실한 예감이 든다. 아래 특성 그래프를 보..

트랜지스터 2019. 11. 6. 20:57

FET에서 이해하기 어려운 개념중의 하나가 핀치오프라는 현상이다. 현상적으로 이해 못할 것은 눈곱 만치도 없다. 왜냐하면 자료마다 설명이 넘쳐나기 때문이다. 그러나 실족하는 부분은 바로 핀치오프 현상을 일으키는 핀치오프 전압이 어떤 때는 드레인 전류를 일정하게 유지시켜 주는 분기점 전압이 될 때도 있고, 어떤 때는 드레인 전류가 전혀 흐르지 못하는 분기점 전압도 된다는 점 때문에 난해 해 진다. 어찌보면 서로 모순되어 보이는 현상을 일으키는 전압이 똑 같이 핀치 오프전압이 될 수 있는가!! 서로 이질적인 현상을 일으키는 전압을 동일하게 핀치 오프전압 이라고 했는지 궁금해한 사람도 있을 것이지만 현실적으로 속 시원하게 설명해 준 곳은 찾기 어렵다. 문제 의식조차 없었던 것도 사실이다.모순해결의 관점에 맞추..

트랜지스터 2019. 11. 6. 20:55

MOSFET ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor )은 풀어쓰면 금속 산화물 반도체 전계효과 트랜지스터로 길지만 모스펫이라고 줄여 말한다. 영단어의 머리글자를 따온 것이다. 모스펫은 구조상 두 가지로 분류한다. Depletion ( 감소, 공핍 ) 형과 Enhancement ( 증가)형으로 나뉜다.먼저 Depletion ( 감소, 공핍 ) 형의 물리적 구조와 회로기호를 살펴 본다. 게이트( Gate ) 구조를 눈여겨 보면 Metal ( 금속 ) - Oxide ( 산화막, 절연체 ) - Semiconductor ( 반도체 )의 순서로 적층되어 있고 게이트( Gate )의 구조를 곧이 곧대로 명칭에 옮겨 적은 것이다. 그렇기 때문에 게이트( Gate )..

트랜지스터 2019. 11. 6. 20:31

전계효과 트랜지스터 종류별( JFET, MOSFET )로 설명을 하기로 하자. 시작은 관상인데 물리적 구조와 회로기호를 일단 유심히 살펴 보고 자유자재로 주물러 주어야 FET에 지레 겁먹지 않게 된다. 권투 링위에서 상대편을 레이저 눈빛으로 쏘아 보아 기를 제압하듯이 JFET의 형상을 각인시켜 본다. ​ ​물리적 구조는 BJT ( 양극성 접합 트랜지스터 )의 베이스, 컬렉터, 에미터가 서로 붙어( 접합, 接合 ) 있는 것과 같이 게이트, 드레인, 소스가 바로 이웃해서 접합 되어 있는 구조를 갖는다. 접합형이라는 명칭은 그대로 물리적인 구조를 따르고 있다. 드레인과 소스사이에 채널( N 반도체나 P 반도체 )로 연결되어 있어서 드레인-소스 전압만 인가하면 전류가 언제든지 흐를 수 있는 준비가 되어 있다. ..

트랜지스터 2019. 11. 6. 20:30

FET의 단자 명칭은 양극성 접합 트랜지스터 ( BJT : Bipolar Junction Transistor )와 어떻게 구별 되는지 검토해 보자. 양극형 접합 트랜지스터 ( BJT : Bipolar Junction Transistor )는 전하 운반자가 방출되는 곳을 에미터( Emitter ) 라고 하고, 전하 운반자가 최종적으로 빠져 나가는 곳을 컬렉터 ( Collector )라고 했으며, 베이스 ( Base )는 초기 양극형 접합 트랜지스터인 점 접합 트랜지스터를 실험실에서 만들 때, 마치 모체 같은 역활을 해서 베이스라는 명칭을 가졌다는 것은 이미 기술 했다. 위의 그림은 초기 점접점 트랜지스터 연구소 제작 원형 모습이다. 실리콘보다는 게르마늄 ( 저마늄 )을 사용 했다는 것을 볼 수 있다. 베이..

트랜지스터 2019. 11. 6. 20:28

FET를 공부하는데 풀어지지 않는 몇몇 매듭들이 있다. FET이해에 걸리적 거리는 고르디아스의 매듭을 알렉산더의 단칼로 끊어내지 않으면 도대체 뭘 공부했는지 대략난감해 진다. 첫번째는 JFET, Depletion MOSFET, Enhancement MOSFET 작명과 회로기호들이 난삽하고, 두번째는 절연체라고 의심없이 편견을 가져왔던 공핍층을 뚫고 전자가 이동한다는 ​괴이한 설명이 뒤따르며 세번째는 ​Pinch off 현상이라는 것이 대체 어느 때는 전류를 일정하게 유지해 주는 계기가 되지만, 어떤 때는 전류가 흐르지 않는 지점이 되어 버린다고 해서 반전시켜 머리를 뒤죽박죽 만들고, ​​느닷없이 튀어 나오는 근사수식에, 상호 컨덕턴스, FET는 전압제어 소자라는 둥둥 이런 매듭을 한자(漢字) 파자( 破字..

트랜지스터 2019. 11. 6. 20:25