실험9결과보고서. MOSFET 소스 공통 증폭기 보고서 - 논문표절의원

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실험9결과보고서. MOSFET 소스 공통 증폭기 보고서

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실험9결과보고서. MOSFET 소스 공통 증폭기

실험9결과보고서. MOSFET 소스 공통 증폭기

`실험 9. MOSFET 소스 공통 증폭기`

결과보고서

Ⅰ. 실험 목적

1. MOSFET의 드레인(drain)특성을 실험적으로 결정한다.

2. FET 증폭기에 대한 바이어스 방식을 공부한다.

3. MOSFET 소스 공통 증폭기의 전압 이득을 측정한다.

Ⅱ. 실험 결과 및 분석

드레인 특성(게이트 제어) 실험은 아래와 같은 회로를 구성하고 게이트 전압가 -0.8V~0.8V로 변할 때, 를 0V~15V로 변화시키면서 드레인 전류 를 측정한다. 이를 통 하여 게이트 전압 에 제어 될 때, 특성곡선이 어떻게 되는지 알아보는 실험이 다.

아래의 오른쪽 그래프는 Pspice를 통해 얻은 드레인 특성곡선 그래프이다.

실험한 결과를 아래의 표로 정리하고, 이를 이용하여 특성곡선을 그려보았다.

VDS, V

ID, mA

0

1

3

5

7

9

11

...

`실험 9. MOSFET 소스 공통 증폭기`

결과보고서

Ⅰ. 실험 목적

1. MOSFET의 드레인(drain)특성을 실험적으로 결정한다.

2. FET 증폭기에 대한 바이어스 방식을 공부한다.

3. MOSFET 소스 공통 증폭기의 전압 이득을 측정한다.

Ⅱ. 실험 결과 및 분석

드레인 특성(게이트 제어) 실험은 아래와 같은 회로를 구성하고 게이트 전압가 -0.8V~0.8V로 변할 때, 를 0V~15V로 변화시키면서 드레인 전류 를 측정한다. 이를 통 하여 게이트 전압 에 제어 될 때, 특성곡선이 어떻게 되는지 알아보는 실험이 다.

아래의 오른쪽 그래프는 Pspice를 통해 얻은 드레인 특성곡선 그래프이다.

실험한 결과를 아래의 표로 정리하고, 이를 이용하여 특성곡선을 그려보았다.

VDS, V

ID, mA

0

1

3

5

7

9

11

13

15

VGS, V

-0.8

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

-0.7

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

-0.6

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

-0.5

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

-0.4

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

-0.3

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

-0.2

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.016

0.017

-0.1

0.016

0.017

0.018

0.018

0.019

0.019

0.020

0.020

0.020

0

0.018

0.034

0.038

0.042

0.045

0.049

0.052

0.056

0.060

0.1

0.024

0.108

0.125

0.138

0.151

0.163

0.175

0.188

0.202

0.2

0.032

0.283

0.324

0.354

0.381

0.408

0.433

0.460

0.489

0.3

0.040

0.572

0.647

0.701

0.748

0.792

0.835

0.880

0.929

0.4

0.047

0.967

1.085

1.167

1.238

1.304

1.368

1.434

1.505

0.5

0.053

1.465

1.637

1.753

1.851

1.94

2.027

2.115

2.209

0.6

0.059

2.050

2.284

2.436

2.514

2.679

2.788

2.899

3.020

0.7

0.065

2.793

3.107

3.300

3.460

3.602

3.736

3.872

4.019

0.8

0.07

3.552

3.953

4.190

4.381

4.545

4.702

4.857

5.024

특정 VGS에 따른 VDS(x축), ID(y축) 그래프

드레인 특성 실험에서 사용한 소자가 N채널 Depletion MOSFET이라서 일 때, 드레인 전류 가 약간 흐르는 것을 확인 할 수 있다. 그리고 일 때도 전류가 약간 흐르는 것 을 확인 할 수 있다. 이는 Depletion MOSFET은 이미 N채널이 형성되어 있기 때문에 나타나는 소자의 특성이다. 그런데 이번 실험에서 가 -0.1보다 작은 값일 때는 드레인 전류 가 차 단 되는 것을 표에서 볼 수 있는데 이는 의 음전압이 커질수록 게이트 전압이 N채널에 있는 음전하 캐리어들을 기판쪽으로 쫒아 버리기 때문에 캐리어들이 형성하고 있던 채널을 줄어들게 만들고 이로 인해 드레인 전류를 감소하게 만들어 결국은 드레인 전류 를 차단시켰기 때문이 다. 반대로 에 대해서는 게이트 전압이 음전하 캐리어를 끌어당겨 채널을 더 잘 생성 하여 드레인 전류 를 증가시키는 효과를 가져오는 것을 실험적으로 확인 할 수 있다.

Depletion MOSFET은 때에만 전류가 흐르는 Enhancement MOSFET와 달리 게이트 에 전압을 걸어주지 않아도 이미 형성되어 있는 채널 때문에 전류가 흐르는 상태여서 "normally ON" MOSFET 이라고 한다.

를 고정 시키고 의 변화에 따른 그래프의 특성을 살펴보면, 0V~1V 사이의 값에서는 전류가 급격히 증가하다가 그 이후에 증가하는 전류의 폭이 점점 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이상적으로 가 증가하면 채널이 기울어짐에 따라 Pinch off 되어 를 더 이상 증가 시켜도 가 일정한 값으로 포화되는 Saturation 영역으로 들어가게 된다. 하지만 위에 그래프에서도 볼 수 있듯이 드레인 전류 가 약간의 기울기를 가지는 것을 알 수 있다. 이는 의 증가에 의해 Channel Length Modulation 효과 때문이다. 채널은 Pinch Off 되었지만 의 증가로 인해 채널의 실제 길이가 짧아짐에 따라 '시간당 전하의 흐름'인 전류값은 증가하는 것임을 확인할 수 있다.

소스 공통 증폭기 실험은 아래의 회로의 같이 저항()을 이용하여 Saturation Mode로 바이어스 시켜 교류 증폭기로서 제대로 작동하는지를 확인해 보고 전압이득을 구해보는 실험이다.

아래의 왼쪽 그래프는 일그러짐이 없는 최대 출력신호를 나타낸 것이다.

실험 결과는 아래와 같았다.

VIN, VP-P(mV)

Vout, VP-P(mV)

VGS, V

VDS, V

이득

66

286

0.251

12.152

4.33

VIN, VP-P

Vout, VP-P

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