표현했다. ↑ 킬비 ( Kilby ) 와 노이스 ( Noyce ) 는 독립적으로 창안한다. 노이스의 사망이후 2000년에 킬리는 노벨 물리학상을 받았다. ↑ 강, D. 와 아탈라, M. M. ( Atalla, M. M. 은 IRE 고체 상태 소자 개발 및 발표, 피치버그, 1960년. ↑ 홉스테인 ( Hofstein ) ( Hofstein ) 과 헤이만 ( Heiman ), IEEE의 회보 >, 1963년 9월. ↑ 윌리암 B. 쇼클리 ( William B. Shockley ), 존 바딘 ( John Bardeen ), 월터 H. 브래틴 ( Walter H. Brattain ), 1956년 노벨 물리학 수상 ↑ 바우어 ( Bower ), 미국 특허 3, 472, 712, 1965년 7월 창안됨, 8월 27일 제기됨, 1966년 8월 14일 발표됨. ↑ R. W. 바우어 ( R. W. Bower ) 와 H. G. 딜 ( H. G. Dill ), " 소스 - 드레인 마스크처럼 게이트를 이용하여 제작된 저항층 게이트 전계효과 트랜지스터 ( IGFET ) ", 페이지 16. 6 국제 전자 소자 미팅, 워신턴 D. C., 1966년. ↑ F
MOSFET - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 MOSFET 위키백과, 우리 모두의 백과사전. ( 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터에서 넘어옴 ) 둘러보기로 가기 검색하러 가기 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터 ( MOS field - effect transistor ) 는 디지털 회로와 아날로그 회로에서 가장 일반적인 전계효과 트랜지스터 ( FET ) 이다. 줄여서 MOSFET ( 한국어 : 모스펫 ) 이라고도 한다. 모스펫은 N형 반도체나 P형 반도체 재료 ( 반도체소자 참조 ) 의 채널로 구성되어 있고, 이 재료에 따라서 크게 엔모스펫 ( NMOSFET ) 나 피모스펫 ( PMOSFET ), 두 가지를 모두 가진 소자를 씨모스펫 ( cMOSFET, complementary MOSFET ) 으로 분류한다. ( 또한 일반적으로 nMOSFET, pMOSFET, NMOS FET, PMOS FET, nMOS FET, p - MOS FET. etc.. 라고도 함 ) MOS : metal - oxide - semiconductor 금속 산화막이란 이름이 붙은 것은 초기에 게이트로 금속을 이용하였기 때문이나, 현재는 폴리실리콘 게이트를 사용하여 금속이란 이름은
##을 감소시키지만 단위면적당 게이트 전기용량은 커진다 ; 그럼에도 불구하고 이런 효과는 여전히 좋은 방향으로 간다. 첫 번째 두가지 요소는 짧은 스위칭 시간에 기여하여 빠른 처리 속도와 스위칭당 저전력 특징을 갖는다. 축소된 모스펫에서 세 번째 이유는 면적을 감소시켜서 비용을 감소시킨다. 소형 모스펫은 고밀도 패킹이 가능하여 소형칩이나 동일한 크기에서 계산능력이 뛰어난 칩이 된다. 반도체 웨이퍼에서 제조비용은 상대적으로 고정돼 있기 때문에 집적 회로당 비용은 웨이퍼당 생산할 수 있는 칩의 수와 주로 관련된다. 그러므로 소형 집적회로는 웨이퍼당 더많은 칩을 생산할 수 있어서 칩단가를 감소시킨다. 모스펫 축소 때문에 발생하는 어려움 [ 편집 ] 마이크로미터보다 작은 채널길이를 갖는 모스펫의 생산은 도전이었고, 반도체 소자 제조에서의 문제점은 항상 집적회로 기술을 발전시키는 데 제한 요소이다. 최근에 모스펫이 작아져서 동작문제를 발생시켰다. 문턱아래 전도 [ 편집 ] 모스펫이 작기 때문에, 신뢰도를 유지하기 위해 게이트에 인가될 수 있는 전압은 확실히 감소하여야 한다. 성능을 향상시키기 위해서 모스펫의 문턱전압도 또한 감소되어야 한다
2 아날로그 4 모스펫 축소 4. 1 모스펫 축소의 이유 4. 2 모스펫 축소 때문에 발생하는 어려움 4. 2. 1 문턱아래 전도 4. 2. 2 상호연결 전기용량 4. 2. 3 열 발생 4. 2. 4 게이트 산화물 누설 4. 2. 5 공정 변이 5 모스펫 구성 5. 1 게이트 재료 6 다른 모스펫 종류 6. 1 이중 게이트 모스펫 6. 2 공핍형 모스펫 6. 3 엔모스 논리 6. 4 전력 모스펫 6. 5 디모스 7 모스펫 아날로그 스위치 7. 1 단독형 모스펫 스위치 7. 2 이중형 ( 시모스 ) 모스펫 스위치 8 참조 9 외부 링크 회로 기호 [ 편집 ] 다양한 기호가 모스펫에 사용된다. 기초적인 모양은 일반적으로 직각으로 남겨져서 채널과 같은 방향으로 구부러진 소스와 드레인을 갖는 채널을 나타내는 선이다. 가끔 끊어진 선은 증가형과 공핍형을 위한 고체에 사용되지만 그림의 끊어진 선의 어색함은 이 구분이 종종 무시된다는 것을 의미한다. 다른 선은 게이트로 채널에 평행하게 그려진다. 보이는 대로 벌크 연결은 피모스나 엔모스를 나타내는 화살표를 갖는 채널의 뒤에 연결되어 보인다. 화살표는 항상 P에서 N으로 가리켜서 엔모스 ( P우물이나 P기판에 N채널 ) 는 안쪽을
확장형 소자는 일반적으로 열린 스위치와 동일하다. [ 2 ] 엔모스 논리 [ 편집 ] N채널 모스펫은 P채널 모스펫보다 작고 실리콘 기판에서 생산된 모스펫의 한가지 형태는 저렴하고 기술적으로 간단하다. 이것들은 N채널 모스펫을 한정적으로 사용한 엔모스 논리 설계의 강력한 원리이다. 그러나 시모스 논리와 다르게 엔모스 논리는 스위칭이 일어나지 않을때도 전력을 소비한다. 기술적으로 진보된 시모스 논리는 디지털 칩에 접합한 공정이 되기 위해 1980년대의 엔모스 논리를 대체했다. 전력 모스펫 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 전력 MOSFET입니다. 네모난 조직이 있는 전력 모스펫의 단면부분. 일반적인 트랜지스터는 몇천개의 조직로 구성된다. 전력 MOSFET은 위에 보인 것보다 다른 구조를 가지고 있다. [ 10 ] 모든 전력소자의 구조는 수직이고 평판이 아니다. 수직구조를 사용한 이것은 차단되 고전압과 고전류를 유지하는게 가능한 트랜지스터이다. 트랜지스터의 전압등급은 도핑과 N에픽택시막 ( 단면 부분을 보세요 ) 두께의 기능이고 전류등급은 채널폭 ( 넓은 채널은 고전류 ) 의 기능이다. 평판 구조에서 전류와 항복전
두께의 기능이고 전류등급은 채널폭 ( 넓은 채널은 고전류 ) 의 기능이다. 평판 구조에서 전류와 항복전압 등급은 " 실리콘 재산 " 의 비효율적 사용으로인한 채널면적 ( 채널의 폭과 길이 각각 ) 의 기능이다. 수직주조에서 소자면적은 유지할 수 있는 전류에 대충 비례하고 소자두께 ( 실제로는 N에픽택시막 두께 ) 는 항복전압에 비례한다. 측면의 구조가 존재하는 전력 모스펫은 특별히 가치있다. 이것은 최상급 오디오 증폭기에 주로 사용된다. 장점은 포화영역 ( 접합형 트랜지스터의 선형영역과 일치됨 ) 에서 수직형 모스펫보다 좋은 특성이다. 수직형 모스펫은 스위칭 응용에 설계되어서 통과와 차단상태에만 사용된다. 디모스 [ 편집 ] 디모스는 이중으로 확산된 금속 산화막 반도체 ( double - Diffused Metal Oxide Semiconductor ) 의 줄인말이다. 대부분의 전력 MOSFET은 이 기술을 이용하여 만든다. 모스펫 아날로그 스위치 [ 편집 ] 모스펫 아날로그 스위치는 온일때 아날로그 신호를 통과시키는 낮은저항 스위치같이 모스펫 채널을 사용하고 차단일때 높은 임피던스같이 모스펫 채널을 사용한다. 신호는 모스펫 스위치를 교차하여 양쪽
보인다. 화살표는 항상 P에서 N으로 가리켜서 엔모스 ( P우물이나 P기판에 N채널 ) 는 안쪽을 가리키는 화살이 있다. 만약 벌크가 ( 일반적으로 부품소자의 경우처럼 ) 소스에 연결되어 있으면 트랜지스터를 떠나는 소스를 마주치기 위해 기울어진다. 만약 벌크가 ( 일반적으로 벌크가 공통인 IC 설계의 경우처럼 ) 보이지 않으면 역기호는 피모스를 가리키는 데 사용되기도 한다. 제이펫 ( JFET ) 기호와 확장형과 공핍형 기호의 비교 : N채널 P채널 제이펫 모스펫 증가형 모스펫 공핍형 기호에서 벌크, 몸체, 터미널이 보인다. 여기서 내부적으로 소스에 연결되어 보인다. 이것은 일반적인 구성이며 아무의미없지만 중요한 구성이다. 일반적으로 모스펫은 4개의 단자 소자이고 집적회로에서 대부분의 모스펫은 몸체 연결을 공유하며 모든 트랜지스터의 소스단자에 연결할 필요가 없다. 모스펫 동작 [ 편집 ] 금속 산화막 반도체 구조 [ 편집 ] 금속 산화막 반도체의 구조 금속 산화막 반도체 ( MOS ) 의 구조는 반도체 기판위에 이산화 규소 ( SiO2 ) 로 된 공핍층과 금속층 ( 실제로 금속대신에 폴리실리콘이 사용됨 ) 을 쌓아서 얻어진다. 이산화
전력 손실과 발열이 현저히 감소한다. 집적회로에서는 더 많은 트랜지스터를 더 작은 칩으로 집적하기 때문에 과열은 중요한 해결과제였다. 디지털 스위치에서 모스펫의 또다른 이점은 게이트를 통하여 흐르는 DC전압을 방지하는 게이트와 채널사이의 산화층으로 더욱 전력소비를 감소시키고 입력 임피던스를 크게한다는 것이다. 게이트와 채널사이의 산화 절연층은 논리회로에서 한 단계의 모스펫을 선행단계 및 후행단계로부터 효과적으로 절연함으로써 하나의 모스펫 출력으로 다수의 모스펫 입력에 가할 수 있다. ( TTL 같은 ) 접합형 트랜지스터를 기반으로 하는 논리회로는 이와 같은 높은 팬아웃 능력을 갖지 못한다. 이와 같은 절연에 의해 설계자는 독립적인 논리 단계사이의 부하 효과를 어느 범위까지 무시할 수 있다. 그 범위는 동작 주파수에 의하여 정해진다 : 주파수가 증가할 때, 모스펫의 입력 임피던스는 감소한다. 아날로그 [ 편집 ] 모스펫은 대부분의 디지털 회로에서 트랜지스터로 꾸준히 쓰이지만 아날로그 회로에서 여전히 우위를 차지하지 못한다. 접합형 트랜지스터는 높은 트랜스컨덕턴스과 독특한 특징들 때문에 전통적으로 아날로그 설계자의 선택을 받
##펫의 교차영역 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터 ( MOSFET ) 는 모스 축전기에 의한 전하농도의 변화에 기초를 두고 있다. 두개의 단자 ( 소스와 드레인 ) 는 각각 분리되어 고농도로 도핑된 영역에 연결되어 있다. 이런 영역은 P형이나 N형이 될 수 있지만 두개는 반드시 동일한 형태이어야 한다. 고농도 도핑 영역은 일반적으로 도핑 형태에 따라서'' 로 ( 오른쪽에 있는 그림을 참조 ) 표시된다. 이 두 영역은 이와 반대 형 ( type ) 으로 도핑된, 몸체라고 알려진, 영역에 의하여 분리되어있다. 이 영역은 고농도 도핑이 아니며'' 기호가 없다. 활성 영역은 모스 축전기를 구성하며 세 번째 전극, 즉 게이트가 되어 몸체 위에 있으며 산화층에 의해 다른 모든영역과 절연되어 있다. 만약 모스펫이 N채널 즉 엔모스펫이면 소스와 드레인은'N'영역이고 몸체는'P'영역이다. 양의 게이트 - 소스 전압이 걸리면 ( 게이트에 양 전압, 소스에 음 전압 ) P반도체의 몸체와 N도핑된 접합부의 공핍층이 좁아지고 산화층 아래에 있는 P 영역의 표면에 전자가 축적되어 반전층 ( inversion
공핍층이 좁아지고 산화층 아래에 있는 P 영역의 표면에 전자가 축적되어 반전층 ( inversion layer ) 즉, " N채널 " 을 형성한다. 이 채널은 소스와 드레인사이에 걸쳐있지만 게이트 전압이 소스에서 채널로 전자를 끌어당기기에 충분히 클때만 그곳을 통하여 전류가 흐른다. 게이트와 소스사이에 영 또는 음의 전압이 걸리면 채널은 사라지고 소스와 드레인 사이에 전류가 흐르지 않는다. 만약 모스펫이 P채널 즉 피모스펫이면 소스와 드레인은'P'영역이고 몸체는'N'영역이다. 음의 게이트 - 소스 ( 게이트에 음 전압, 소스에 양 전압 ) 전압이 걸리면 N반도체 내에 P도핑된 접합부의 공핍층이 좁아져 산화층 아래에 있는 N 영역의 표면에 정공이 축적되 반전층이 생겨 P채널을 형성한다. 이 채널은 소스와 드레인사이에 걸쳐있지만 게이트 전압이 소스에서 채널로 양공을 끌어당기기에 충분히 작을때만 전류가 흐른다. 영 근처 또는 양의 전압이 게이트와 몸체사이에 걸리면 채널은 사라지고 소스와 드레인 사이 전류가 흐르지 않는다. 소스는 채널을 통하여 흐를 전하 운반자 ( N채널에서는 전자, P채널에서는 양공 ) 가
금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(영어: metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)는 디지털 회로와 아날로그 회로에서 가장 일반적인 전계효과 트랜지스터 (FET)이다. 줄여서 MOSFET(한국어: 모스펫)이라고도 한다. 모스펫은 N형 반도체나 P형 반도체 재료 (반도체소자 참조)의 채널로 구성되어 있고, 이 재료에 따라서 크게 엔모스펫 (NMOSFET)나 피모스펫 (PMOSFET), 두 가지를 모두 가진 소자를 씨모스펫(cMOSFET, complementary MOSFET)으로 분류한다. (또한 일반적으로 nMOSFET, pMOSFET, NMOS FET, PMOS FET, nMOS FET, p-MOS FET. etc..라고도 함) MOS : metal-oxide-semiconductor금속 산화막이란 이름이 붙은 것은 초기에 게이트로 금속을 이용하였기 때문이나, 현재는 폴리실리콘 게이트를 사용하여 금속이란 이름은 그저 관습적인 표현이 되었다. 저항층 게이트 전계효과 트랜지스터(insulated-gate field-effect transistor, IGFET)는 모스펫과 거의 동의어이며 산화되지 않은 게이트 저항층을 갖는 전계효과 트랜지스터를 가리킨다. 폴리실리콘 게이트를 갖는 소자를 가리킬 때 "IGFET"의 사용을 선호하지만, 아직도 대부분은 모스펫이라고 부른다. 일반적으로 사용된 반도체는 실리콘이지만 잘 알려진 IBM같은 어떤 칩 제조사는 모스펫 채널에 실리콘과 게르마늄 (SiGe)의 혼합을 사용하기 시작했다. 불행하게도 갈륨비소같이 실리콘보다 전기적 특성이 좋은 대다수의 반도체는 좋은 게이트 산화물을 형성하지 않고 이것은 모스펫에 적합하지 않다. 게이트 터미널은 채널에 위치한 폴리실리콘 (다결정 실리콘; 게이트에 폴리실리콘이 쓰이는 이유는 아래의 게이트 항목을 참조할 것)의 레이어이지만 전통적인 이산화 실리콘의 저항층 박막에 의하여 채널로부터 분리되었고 더 진보된 기술은 산소질화 실리콘을 사용하였다. 전압이 게이트와 소스 터미널 사이에 인가됐을 때 생성된 전계는 산화층을 관통하고 채널 아래에 소위 "역채널"을 생성한다. 역채널은 소스와 드레인처럼 P형이나 N형 동일한 형태여서 전류가 통과할 수 있는 전선관을 제공한다. 게이트와 바디사이의 전압을 다양하게 변화하는 것은 이 레이어의 전도를 조절하고 드레인과 소스 사이의 전류 흐름을 제어할 수 있게 한다.