분류 전체보기31 <MOSFET>7. MOSFET의 scaling(사이즈 줄이기) 이번 포스팅에서는 반도체의 scaling역사와 앞으로의 반도체 개발방향에 대하여 간략하게 알아볼 것이다. MOSFET의 성능은 ON Current가 좋고, OFF current가 작을 수록 좋다. MOSFET Scaling ON Current를 개선시키는 방법으로는 MOSFET의 channel길이를 줄이는 방법인 Scaling이 있다. MOSFET의 channel 길이가 줄면 1. 동작속도 향상(channel 길이가 짧아지면 드레인 전류가 증가한다.) 2. 반도체 칩 하나의 단가 하락 - 반도체는 웨이퍼 단위로 생산되어 한 웨이퍼를 만드는 모든 비용은 거의 동일하다.그래서 하나의 웨어퍼에 많은 칩을 넣는 것이 생산단가를 낮춘다. 등의 효과를 기대할 수 있다. MOSFET의 크기는 꾸준하게 감소하고 있다... 2023. 2. 19. <MOSFET>6. MOSFET의 비이상적인효과 이번 포스팅에서는 MOSFET의 ideal한 경우와는 다른 비이상적인효과 3가지에 대하여 알아볼 것이다. 비이상적인 효과 1. Channel length modulation 위 그림은 MOSFET의 saturation region으로 drain쪽에 depletion region이 형성된 그림이다. 이때 $I_D$는 수평한 방향으로 흐른다. 채널이 끝나는 지점인 빨간 동그라미 지점에 걸리는 전압은 $V_{DS(sat)}=V_{GS}-V_T$이다. channel을 형성한 뒤 추가적으로 인가된 $V_{DS}$는 depletion region 양단에 인가된다. 즉 전체 $V_{DS}$는 $V_{DS}=V_{DS(sat)}+\Delta V_{DS}$이다. saturation region에 들어간 MOSFET의 경.. 2023. 2. 19. <MOSFET> 5. MOSFET의 성능과 Subthreshold Swing 이번 포스팅에서는 MOSFET의 threshold voltage 이하의 전압에서의 메커니즘에 대해 알아보고 성능 향상을 위해 고려해야할 것들에 대해 알아보자. $ $ $ $ MOSFET 소자를 설계할 때 'High ON Current'와 'Low OFF Current'에 초점을 맞추어 설계해야한다. $ $ High ON Current 스위치가 ON이 되었을 때, 아래 그림과 같이 인가된 전압 $V_G$는 기생 capacitor에 의해 목표로 하는 $I_d$에 도달하기까지 delay가 발생한다. MOSFET 소자를 설계할 때 이와같은 delay를 최대한 줄여 설계하는 것이 좋다. 즉, ON Current가 높을수록 좋다는 것이고 이를 High ON Current라 한다. Low OFF Current 스위치.. 2023. 2. 19. <MOSFET> 4. 기판 전압(Substrate Bias) 이번 포스팅에서는 MOSFET의 기판에 전압을 인가했을 때의 효과에 대해 알아보자. $ $ 기존에 MOSFET의 기판에 접지를 연결한 것과 달리, 기판의 body에 전압을 인가하면 어떻게 될까 위의 (b)는 body에 접지를 연결했을 때($V_{SB}=0$), (c)는 Body 전압($V_{SB}$)를 인가했을 때이다. $V_{SB}$를 인가했을 때 depletion region의 width가 증가하고 band bending이 $V_{SB}$만큼 증가함을 알 수 있다. 이때 $V_{SB}$는 항상 reverse bias를 인가한다. 이는 n-type source,drain과 p-type substrate 사이에 전류가 흐르지 않도록 하기 위함이다. (참고로 $V_{SB}$는 $V_S - V_B$이기 때문.. 2023. 2. 19. <MOSFET> 3. MOSFET ideal i-v characteristic MOSFET의 i-v model을 만들기위해 수식을 전개할 때 몇가지 가정들에 대해서 먼저 살펴보고 갑니다. 1. 모든 영역이 strong inversion 으로 전부 채널이 ON 상태이다. Vg>Vt 상태가 되어 모든 채널이 ON 됐다고 가정한다. 2. 채널에서 캐리어들의 이동도는 일정하다. 캐리어들의 mobility 까지 고려하면 수식이 복잡해지므로 나중에 하나씩 고려해보고 mobility 는 constant라고 가정한다. 3. 채널 안의 전기장은 항상 일정하다. ( = gradual channel approximation ) Lg(gate length)가 길다는 가정으로 서서히 증가하는 채널이라는 의미를 갖는다. $V_{C}$를 미분한 값이 전기장이 되므로 그래프에서 기울기가 즉 전기장 E가 된다... 2023. 2. 19. <MOSFET> 2. MOSFET 동작영역 (operation region) 이번 포스트에서는 MOSFET의 동작영역에 대해서 살펴보자. MOSFET의 동작 영역에 대해서 이해하기 위해서는 MOS 구조와 MOSFET의 차이를 이해해야한다. 우선 MOS Capacitor 의 기본 동작모드를 살펴보면 gate전압에 의해 수직한 Electric filed가 형성되고 surface 근처에서 inversion charge가 쌓여 inversion mode로 바뀌었다. 이때 MOS Capacitor의 동작모드는 크게 gate 전압이 threshold voltage를 넘거나 넘지않는 경우에 따라 두가지 모드로 결정됐다. $V_{G}$ $V_{T}$ : inverted MOSFET의 경우 MOS Capacitor와 가장 큰 차이점 .. 2023. 2. 19. 이전 1 2 3 4 ··· 6 다음
