내운연 주식회사

-Simplification 이제부터는 왼쪽과 같이 안 그리고 오른쪽처럼 간단히 GND로 연결해서 그릴 것이다. 이때의 voltage gain Av=-gmRd이다. 좀 더 일반화시키면 -gm*(Drain에서의 저항)이다. EX) 위 회로의 small signal model을 구해보자. 1) Bias 상태에서 전류의 값을 구해보자. Vgs=1.2V Vds=Vdd-Id*Rd이고 이때 Id를 saturation 상태라고 가정한 후 이를 나중에 다시 확인하는 방식으로 생각을 할 것이다. saturation region이라고 가정하여 Id를 구하면 245mA가 나오게 된다. 그럼 이를 Vds>Vgs-Vth 조건을 만족하는지 확인해 보면 우리가 앞서 가정한게 맞음을 확인할 수 있었다. 2) Small Signal ..

윤. 전기전자/MOS Transistor 2021. 2. 4. 01:12

-CMOS( Complementary MOS) Technology 실제로는 NMOS와 PMOS를 동시에 같이 사용한다. 그런데 NMOS의 경우 p-substrate를 사용하고 PMOS는 n-sub를 사용한다. 그럼 이를 동시에 어떻게 이용할까?? 위의 그림과 같이 well을 만든다. 즉 p-sub에 n-well을 만들어서 PMOS를 만들어준다. 물론 반대로 만드는 것도 가능하다. EX) Vthn=0.5V(NMOS Vth) Vthp=-0.6V(PMOS Vth)로 모든 문제를 가정해보자. NMOS에서는 source의 전압이 제일 낮아야 하므로 위와 같이 source와 drain을 설치해주었다. 그럼 Vgs를 구하면 0.7V이고 Vgs-Vth=0.2V가 나오게 된다. Vds=0.8V로 Vgs-Vth보다 높으므..

윤. 전기전자/MOS Transistor 2021. 2. 3. 01:12

윤. 전기전자/MOS Transistor 2021. 2. 2. 21:55

-Large Singal & Small Signal Modles (In Saturation region) Large Signal model의 경우 아래와 같다. 이때 전류의 값은 Id의 값으로 channel length modulation 또한 포함한다. Small Signal model의 경우 아래와 같다. 이는 V1이라는 Vgs의 변화에 따라 gm을 곱해서 얻어지는 전류를 나타낸 것이다. small signal model을 만들때 constant voltage source는 short로 constant current source는 open으로 바꿔 주면 된다. 이는 BJT bipolar transistor에서와 같다. EX) 위의 회로를 small signal model로 나타내 보자. 그럼 우선 c..

윤. 전기전자/MOS Transistor 2021. 2. 1. 20:32

-gm Expression 첫 번째로 위와 같이 transconductance를 표현해 줄 수 있다. 이때 Vgs가 constant라고 가정하면 gm이 W/L에 비례하게 된다. 또는 W/L이 constant하면 Vgs에 비례하게 된다. 두 번째로는 위와 같이 gm을 표현할 수 있다. 이때 Id가 constant로 가정하면 루트 w/L에 gm이 비례하게 된다. 반대로 W/L이 constant하면 루트 Id에 비례하는 관계가 된다. 마지막으로 위의 식의 경우 Id가 constant하면 Vgs에 반비례하고 Vgs가 constant하면 Id에 비례하는 관계로 나오게 된다. 이 세 가지 경우를 고려해서 문제마다 주어진 조건에 맞게 활용해서 구해주면 된다. EX) 두개의 같은 MOSFET이 parallel하게 연결..

윤. 전기전자/MOS Transistor 2021. 2. 1. 03:49

-Channel Length Modulation 이는 Bipolar transistor에서 early effect와 비슷한 효과이다. Vds가 증가함에 따라 pinch off가 점점 커지게 되고 이로 인해 channel length 가 감소하게 된다. 즉 Vds에 의해서 L의 값이 감소하게 되고 이로 인해 Id의 값이 증가하게 된다. 그래서 이를 반영해서 식을 구하면 아래와 같다. 이를 simple model로 나타내면 아래와 같다. -Biasing MOSFET 또한 transistor임으로 BJT에서 처럼 biasing이 필요하다. 이때 하나의 특징을 확인해 보기 위해서 Vgs=Vo>Vth로 가정하고 bias 해준 상태에서 Id를 구해보자 여기서 mike가 5mV만큼의 진폭을 갖는 값으로 가정하면 bi..

윤. 전기전자/MOS Transistor 2021. 1. 31. 02:44

-I/V Characteristics 이 그래프의 결과는 앞서 다뤘던 Vgs를 constant로 가정후 그린 그래프이다. 이때 Vds가 매우 작은 경우를 생각해보자. Vds0이기만 해도 Vds>Vgs-Vth를 만족함으로 saturation region을 만족하게 된다. 그래서 위와 같은 그래프의 개형을 그릴 수 있다. 이를 바탕으로 MOSFET의 simple model을 구해 보면 이와 같은 결과를 생각해 볼 수 있다. EX) 위의 조건에서 1mA의 current source를 만들어 보자. saturation 일 때 current source로 이용이 가능함으로 아래와 같은 계산을 할 수 있다. 이때 saturation region 을 만족하려면 Vds>Vgs-Vth를 만족해야 하므로 Vds>1.4V를..

윤. 전기전자/MOS Transistor 2021. 1. 31. 01:40

-Behavior of Channel Case1: Vgs>Vth, Vs=Vd=0 Vgs가 threshold voltage보다 높으면 channel이 생기게 된다. 이 상태에서는 MOS가 channel 형성으로 ON 상태이지만 drain에 전압이 없으므로 전류가 흐르지 않는다. 또한 Q=CV로 이때의 전압의 값이 channel에서 모두 같으므로 electron density 또한 같다. Case2: Vgs>Vth, Vs=0 Vd>0 지금 위의 상태는 channel이 존재한다. 이때 Vd가 존재함으로 channel의 저항의 값이 감소하여 전류의 값이 증가하게 된다. 그럼 channel에서의 electron density를 생각해보자. 이에 앞서 channel에서의 전압을 생각해보면 source 부근에서cha..

윤. 전기전자/MOS Transistor 2021. 1. 30. 00:46