(ㄱ), (ㄴ)에 들어갈 용어가 바르게 연결된 것은?
- n채널 증가형 MOSFET은 (ㄱ)에서 동작하기 위해서 채널이 드레인 끝에서 핀치오프(pinch-off) 되어야 한다. 즉, 드레인 전압이 게이트 전압 아래로 문턱전압 보다 더 떨어지지 않아야 한다.
- p채널 증가형 MOSFET은 (ㄴ)에서 동작하기 위해서 드레인 전압이 게이트 전압보다 적어도 문턱전압 만큼 초과해야 한다.
2014년 국가직 9급 전자공학개론 3번
2014년도 시행 • 3번 문항
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정답: 1번
■ 1단계: n채널 증가형 MOSFET의 (ㄱ) 동작 영역 조건
• n채널 MOSFET에서 포화 영역(Saturation Region) 조건:
$$V_{DS} \ge V_{GS} - V_{tn} \implies V_D \ge V_G - V_{tn}$$
• 드레인 전압이 게이트 전압 아래로 문턱전압 $V_{tn}$보다 더 떨어지지 않을 때 채널 끝부분에 핀치오프(Pinch-off)가 발생하여 포화 영역에서 동작합니다.
• 따라서 (ㄱ)은 포화영역(saturation region)입니다.
■ 2단계: p채널 증가형 MOSFET의 (ㄴ) 동작 영역 조건
• p채널 MOSFET에서 트라이오드 영역(Triode Region, 선형 영역) 조건:
$$V_{SD} < V_{SG} - |V_{tp}| \implies V_D > V_G + |V_{tp}| \implies V_D - V_G > |V_{tp}|$$
• 드레인 전압이 게이트 전압보다 적어도 문턱전압의 절댓값 $|V_{tp}|$ 이상 초과할 때 트라이오드 영역에서 동작합니다.
• 따라서 (ㄴ)은 트라이오드 영역(triode region)입니다.
■ 최종 결과:
• 바르게 연결된 것은 ①번
• n채널 MOSFET에서 포화 영역(Saturation Region) 조건:
$$V_{DS} \ge V_{GS} - V_{tn} \implies V_D \ge V_G - V_{tn}$$
• 드레인 전압이 게이트 전압 아래로 문턱전압 $V_{tn}$보다 더 떨어지지 않을 때 채널 끝부분에 핀치오프(Pinch-off)가 발생하여 포화 영역에서 동작합니다.
• 따라서 (ㄱ)은 포화영역(saturation region)입니다.
■ 2단계: p채널 증가형 MOSFET의 (ㄴ) 동작 영역 조건
• p채널 MOSFET에서 트라이오드 영역(Triode Region, 선형 영역) 조건:
$$V_{SD} < V_{SG} - |V_{tp}| \implies V_D > V_G + |V_{tp}| \implies V_D - V_G > |V_{tp}|$$
• 드레인 전압이 게이트 전압보다 적어도 문턱전압의 절댓값 $|V_{tp}|$ 이상 초과할 때 트라이오드 영역에서 동작합니다.
• 따라서 (ㄴ)은 트라이오드 영역(triode region)입니다.
■ 최종 결과:
• 바르게 연결된 것은 ①번