3. 전기장 효과 트랜지스터

(1) FET 구조와 동작

[1] FET의 종류

① FET는 접합형과 절연 게이트형(MOS형)이 있고, 다시 각각 n채널형과 p채널형으로 나눈다.
② 전극명은 드레인(D:drain), 소스(S:source) 및 게이트(G:gate)로 3단자이다.

[2] 접합형 FET에 흐르는 전류

(가) 전압을 가하는 방법과 흐르는 전류

① V_DS가 작을 때 I_D는 V_DS이 비례하나, V_DS가 어느값 이상 커지면 I_D는 V_DS에 그다지 영향을 받지 않고 포화되어 V_GS에 의해 크게 변화한다.

(나) FET 내부에서의 전자 움직임

① 공핍층(depletion layer) : pn접합면에는 역전압이 가해져 있으므로 접합면 가까이의 자유 전자가 없는 영역.
② 채널(channel) : n형 반도체 내에서 공핍층을 제외한 영역은 V_DS에 의해 자유 전자가 이동하는 영역.

③ V_GS를 가할 경우 : V_GS=0[V]일 때는 공핍층은 V_DS에 의한 것이었지만, V_GS를 증가시키면 그 전압이 역방향 전압이므로, V_GS=0[V}일 때보다 공핍층이 넓어져 같은 V_DS일지라도 I_D는 작아진다.

[3] 절연 게이트형(MOS형) FET에 흐른 전류

(가) 전압을 가하는 법과 흐르는 전류 : 접합형의 경우와 같이 V_DS가 어떤값 이상으로 커지면 V_GS전압만으로 드레인 전류 I_D가 제어된다.

(나) 채널 내부에서의 전자의 움직임 :

① V_GS를 변화시킴으로써 V_DS에 영향을 받지 않고 채널을 변화시켜 I_D를 제어할 수 있다.

[4] 감소형과 증가형

① 감소형 : 절연 게이트형(MOS형)FET는 게이트 전압 V_GS가 가해짐에 따라 미리 형성된 채널을 좁혀서 드레인 전류 I_D를 감소시키는 특성을 가지고 있으므로 감소형이라 한다.
② 증가형 : V_GS를 가하지 않았을 때는 채널이 형성되지 않고, V_GS를 가함으로써 채널이 형성되게 하여, V_GS를 크게 함에 따라 채널이 넓어져 I_D가 증가하도록 만든 것을 증가형이라 한다.

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