날아라팡's 반도체 아카이브

실제 MOSFET에 흐르는 전류의 그래프를 그려보면 게이트 전압이 채널이 형성되기 시작하는 전압인 Threshold voltage에 도달하기 이전에도 전류가 흐르는 것을 이전 포스팅에서 확인했다. 그렇다면 어떻게 threshold voltage를 가해주기 이전에 전류가 흐를 수 있는지를 살펴보자. (1) Gate 전압 Vg=Vfb Flat band를 가지며 drain 전압이 가해지지 않은 상태의 source-body-drain을 따라 그린 energy band diagram은 위와 같다. Source-Body 및 Drain-Body 사이의 2개의 PN 접합이 존재하는 것을 확인할 수 있다. PN 접합이 생기면 diffusion이 일어나며 depletion region이 생겨나게 되고 내부의 전기장의 세기..

FET(Field Effect Transistor)이란 게이트에 전압을 걸어줬을 때 형성되는 전기장으로 Drain/Souce 단자에 흐르는 전류를 제어하는 device다. 이런 동작을 하기 위해선 게이트에 전압이 가할 때 전류가 흐르면 안된다. 전류가 흐르지 않게 하는 방법에 따라 FET의 종류가 나뉘는데 Oxide를 사용해 전류를 차단하는 FET을 MOSFET이라고 한다. 앞서 MOSCAPACITOR를 정리한 이유는 게이트에 가해준 전압에 따라 Drian/Source에 전류가 흐를 수 있는지 혹은 흐를 수 없는지에 대한 물리적인 환경을 알아낼 수 있기 때문이다. 게다가 게이트에 어느 수준의 전압이 걸려야(MOSFET이 ON이 되기 위한 최소한의 게이트 전압을 Threshold voltage라고 했다.)..

MOS CAPACITOR에 대한 포스팅에서 Gate가 Metal로 되어 있을 때를 분석하였다. 하지만 실제론 Metal이 아닌 POLY-Si으로 Gate를 구성한다.(최근에는 여러가지 이유로 POLY-Si에서 Metal로 회귀했다고 한다.) 그렇다면 Gate 구성 물질로 왜 POLY-Si을 사용하게 됐을까? POLY-Si의 장점을 Metal과 비교하여 정리하면 아래와 같다. 1. Metal에 비해 녹는점이 높아 안정적인 동작이 가능하며 공정 프로세스 사용의 범위가 넓어진다. 2. POLY-Si 농도를 조절하여 Threshold voltage를 조정할 수 있다. Circuit은 전력 효율 등의 이유로 CMOS 집적방식으로 구현된다. 그런데 Gate가 Metal로 되어 있으면 NMOS 및 PMOS의 Thre..

이번 포스팅은 SPICE Simulation을 사용하면서 자주 접하는 개념인 Multiplier와 Finger의 개념을 정리하도록 하겠다. 먼저 Multiplier와 Finger 구조는 레이아웃을 어떻게 하냐에 따라 결정되는 것이 대부분이다. 보통 회로 설계가 완료된 후, 레이아웃을 그리게 되는데 설계자는 레이아웃 전에 multiplier와 finger를 적용하여 simulation을 돌리고 그에 대한 특성을 파악할 수 있다. 먼저 아래 그림을 확인해보자. 좌측에 있는 Tr. 이 Single Transistor라고 한다. 우측에 (1)이 Multiplier type, (2)가 Finger type이라고 부른다. 특히 Finger type은 Shared Tr.(이유:S/D을 공유하므로) 그리고 Folded..

이번 포스팅은 Frequency Divider(이하 디바이더)필요성과 동작에 대해서 알아보겠다. 디바이더는 주파수를 작게 해주는데(보통 분주한다 라고 표현한다. ), 이것은 곧 주기가 길어지는 것을 의미한다. 요즘 같이 5G처럼 고속으로 데이터를 전송하기 위해선 고주파수가 필요하다. 그런데 주파수를 작게 한다니 무슨 시대에 역행하는 건가? 디바이더의 다양한 활용이 있겠지만 본인은 실제 측정 관점에서 설명할 것이다. 2020/09/08 - [BSIM Model/회로지식] - Ring oscillator 동작Ring oscillator 동작이번 포스팅은 전자회로에서 흔히 사용되는 Ring Oscillator(이하 RO)에 대해 알아볼 것이다. RO에 대한 이해는 SPICE MODELING 업무에 있어서도 매..

이전 포스팅을 통해 S-R FLIP-FLOP(이하 SR FF)의 동작에 대해 이해했다. 2020/09/08 - [BSIM Model/회로지식] - FLIP-FLOP : S-R FLIP-FLOP 이해FLIP-FLOP : S-R FLIP-FLOP 이해이번 포스팅은 회로설계에서 기본이 되는 FLIP-FLOP을 알아볼 것이다. 전공책에 적혀있는 FLIP-FLOP(이하 FF) 정의를 적어 보겠다. FF는 동기식 쌍안정 소자로서 쌍안정 멀티바이브레이터이다. 여기에�zzoonijjoons.tistory.com 이번 포스팅에선 D FLIP-FLOP(이하 D FF)을 SR FF의 동작을 이해한 것을 기반으로 해석할 것이다. D FF의 Block diagram은 아래와 같다. 그리고 D FF는 SR FF에서 S, R 신호..

이번 포스팅은 회로설계에서 기본이 되는 FLIP-FLOP을 알아볼 것이다. 전공책에 적혀있는 FLIP-FLOP(이하 FF) 정의를 적어 보겠다. FF는 동기식 쌍안정 소자로서 쌍안정 멀티바이브레이터이다. 여기에서 "동기식"이라는 의미는 클럭이라고 하는 트리거 입력의 특정한 지점에서 출력상태가 바뀐다는 의미이다. 즉 에지 트리거 플립플롭에서 출력의 변화는 클럭에 동기되어 발생한다. 말이 되게 어렵다...영어 원문을 한국어로 번역을 해버리니 한국사람도 이해하기 어려운 아이러니가 발생한다... 잡담은 집어치우고 간단히 설명하면 "FF는 클럭신호의 특정 지점에서 출력상태가 바뀌는 소자"이다.(사실 본인도 깔끔한 정리가 안된다;;) 우리가 흔히 말하는 FF이라는 말에는 앞에 "에지 트리거"라는 말이 생략되어 있다..

이번 포스팅은 전자회로에서 흔히 사용되는 Ring Oscillator(이하 RO)에 대해 알아볼 것이다. RO에 대한 이해는 SPICE MODELING 업무에 있어서도 매우 중요하다. 특히 Logic device를 추출할 때 가장 중요하다. 그 이유는 엔지니어가 추출하는 logic device로 로직 회로(INVERTER/NAND/NOR 등등)을 설계하기 때문이다. RO를 설명하기에 앞서 동작을 이해하기 위해 디지털 시스템에 대해 이해하고 있어야 한다. Ro 이해를 위한 기본 지식은 아래 포스팅에 정리했으니 참고 바란다. 2020/09/08 - [BSIM Model/회로지식] - 디지털 시스템 이해를 위한 기초 지식디지털 시스템 이해를 위한 기초 지식8디지털 시스템이란 데이터를 참 또는 거짓(1 또는 0..