다음 증가형 MOSFET이 포화영역에서 동작할 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
2019년 국가직 9급 전자공학개론 6번
2019년도 시행 • 6번 문항
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정답: 3번
■ 1단계: NMOS 트랜지스터의 구조 및 포화영역 동작 조건 분석
• 소자 판별:
- P형 기판(p-substrate) 위에 고농도 $n^+$ 영역이 소스(Source)와 드레인(Drain)을 형성하므로 n채널 증가형 MOSFET(NMOS)입니다. (①번 옳은 설명)
• 전위 관계:
- 전도 채널(전자 반전층)을 형성하기 위해 게이트에 문턱 전압($V_{th}$) 이상의 양(+) 전압을 인가해야 하므로 게이트는 소스보다 전위가 높습니다 ($V_G > V_S$). (②번 옳은 설명)
- 포화영역($V_{DS} \ge V_{GS} - V_{th} > 0$)에서 동작하기 위해 드레인은 소스보다 높은 전위를 가집니다 ($V_D > V_S$). (④번 옳은 설명)
■ 2단계: 캐리어(전자)의 이동 방향과 전류 방향 판별 (보기 ③ 판별)
• 드레인 전위가 소스 전위보다 높으므로($V_D > V_S$), 전기장은 드레인에서 소스 방향으로 형성됩니다.
• 음(-)전하를 띤 캐리어인 전자는 소스에서 드레인 방향으로 이동합니다.
• 관례적인 양(+)전하 기준의 전류는 드레인에서 소스 방향으로 흐릅니다.
• 따라서 '전자가 드레인에서 소스로 흐른다'는 설명은 옳지 않습니다. (③번 옳지 않음)
■ 최종 결과:
• 옳지 않은 설명은 ③번
• 소자 판별:
- P형 기판(p-substrate) 위에 고농도 $n^+$ 영역이 소스(Source)와 드레인(Drain)을 형성하므로 n채널 증가형 MOSFET(NMOS)입니다. (①번 옳은 설명)
• 전위 관계:
- 전도 채널(전자 반전층)을 형성하기 위해 게이트에 문턱 전압($V_{th}$) 이상의 양(+) 전압을 인가해야 하므로 게이트는 소스보다 전위가 높습니다 ($V_G > V_S$). (②번 옳은 설명)
- 포화영역($V_{DS} \ge V_{GS} - V_{th} > 0$)에서 동작하기 위해 드레인은 소스보다 높은 전위를 가집니다 ($V_D > V_S$). (④번 옳은 설명)
■ 2단계: 캐리어(전자)의 이동 방향과 전류 방향 판별 (보기 ③ 판별)
• 드레인 전위가 소스 전위보다 높으므로($V_D > V_S$), 전기장은 드레인에서 소스 방향으로 형성됩니다.
• 음(-)전하를 띤 캐리어인 전자는 소스에서 드레인 방향으로 이동합니다.
• 관례적인 양(+)전하 기준의 전류는 드레인에서 소스 방향으로 흐릅니다.
• 따라서 '전자가 드레인에서 소스로 흐른다'는 설명은 옳지 않습니다. (③번 옳지 않음)
■ 최종 결과:
• 옳지 않은 설명은 ③번