BJT와 MOSFET에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
2021년 국가직 9급 전자공학개론 14번
2021년도 시행 • 14번 문항
💡 정답 및 상세 해설 확인하기
정답: 1번
■ 1단계: 열폭주(Thermal Runaway)와 핀치오프(Pinch-off)의 개념 구분 (보기 ① 판별)
• 열폭주(Thermal Runaway):
- BJT의 온도가 상승하면 역방향 포화 전류(누설 전류)가 증가하고, 이로 인해 컬렉터 전류가 증가하여 소비 전력이 더 커지면서 소자가 파괴에 이르는 현상입니다.
• 핀치오프(Pinch-off):
- FET(JFET, MOSFET)에서 드레인-소스 전압($V_{DS}$)이 증가함에 따라 드레인 측 전도 채널의 공핍층이 확장되어 채널이 닫히는(포화 영역 진입) 현상입니다.
- 따라서 BJT 접합부 온도 상승에 의한 파괴를 핀치오프라고 설명한 ①번은 옳지 않습니다.
■ 2단계: BJT 얼리 효과(Early Effect) 검증 (보기 ② 판별)
• BJT에서 컬렉터-이미터 전압($V_{CE}$)이 증가하면 컬렉터-베이스 역바이어스가 강해져 베이스 영역 내부로 공핍층이 넓어집니다.
• 이로 인해 실효 베이스 폭(Effective Base Width)이 좁아지는 '베이스 폭 변조(Base-width Modulation)'가 발생하고, 베이스 내부의 재결합이 줄어들어 컬렉터 전류($I_C$)가 증가합니다. (②번 옳은 설명)
■ 3단계: MOSFET 펀치스루(Punch-through) 현상 검증 (보기 ③, ④ 판별)
• MOSFET에서 채널 길이가 짧은 단채널 소자의 드레인 전압($V_{DS}$)을 계속 증가시키면, 드레인 접합의 공핍 영역이 소스 접합의 공핍 영역과 맞닿게 됩니다. (③번 옳은 설명)
• 펀치스루가 발생하면 게이트 전압에 의한 전류 제어 능력을 상실하고, 소스와 드레인 사이의 전위 장벽이 낮아져 드레인 전류가 급격히 증가합니다. (④번 옳은 설명)
■ 최종 결과:
• 옳지 않은 설명은 ①번
• 열폭주(Thermal Runaway):
- BJT의 온도가 상승하면 역방향 포화 전류(누설 전류)가 증가하고, 이로 인해 컬렉터 전류가 증가하여 소비 전력이 더 커지면서 소자가 파괴에 이르는 현상입니다.
• 핀치오프(Pinch-off):
- FET(JFET, MOSFET)에서 드레인-소스 전압($V_{DS}$)이 증가함에 따라 드레인 측 전도 채널의 공핍층이 확장되어 채널이 닫히는(포화 영역 진입) 현상입니다.
- 따라서 BJT 접합부 온도 상승에 의한 파괴를 핀치오프라고 설명한 ①번은 옳지 않습니다.
■ 2단계: BJT 얼리 효과(Early Effect) 검증 (보기 ② 판별)
• BJT에서 컬렉터-이미터 전압($V_{CE}$)이 증가하면 컬렉터-베이스 역바이어스가 강해져 베이스 영역 내부로 공핍층이 넓어집니다.
• 이로 인해 실효 베이스 폭(Effective Base Width)이 좁아지는 '베이스 폭 변조(Base-width Modulation)'가 발생하고, 베이스 내부의 재결합이 줄어들어 컬렉터 전류($I_C$)가 증가합니다. (②번 옳은 설명)
■ 3단계: MOSFET 펀치스루(Punch-through) 현상 검증 (보기 ③, ④ 판별)
• MOSFET에서 채널 길이가 짧은 단채널 소자의 드레인 전압($V_{DS}$)을 계속 증가시키면, 드레인 접합의 공핍 영역이 소스 접합의 공핍 영역과 맞닿게 됩니다. (③번 옳은 설명)
• 펀치스루가 발생하면 게이트 전압에 의한 전류 제어 능력을 상실하고, 소스와 드레인 사이의 전위 장벽이 낮아져 드레인 전류가 급격히 증가합니다. (④번 옳은 설명)
■ 최종 결과:
• 옳지 않은 설명은 ①번