포화 영역 , 활성 영역

1. MOSFET 포화 영역

  ㅇ 증폭기, 정전류원 역할이 가능한 영역
     - 게이트 전압을 변화시켜 드레인 전류를 공급함

  ㅇ 동작 특성 
     - 평평한/일정한 드레인 전류 특성을 갖음
        . 드레인 전압이 더 커져도, 드레인 전류는 포화되어 일정함

     - 부분적으로, 전도 채널이 형성됨 
        . 소스에서 드레인까지 전도 채널 형성 못함 (핀치오프 현상)
        . 반전층 전하밀도 = 0
        . 전도채널의 전도도가 더이상 증가하지 않음

  ㅇ 응용
     - 전압제어 전류원 역할을 하는 영역
        . 드레인 전류는 드레인 전압에는 무관하고, 게이트 전압에 만 의존 


2. MOSFET 포화 영역의 전압 조건 및 전압 전류 특성

  ㅇ 전압 조건 : vDS > vGS - Vth
     - vDS(sat) : 드레인 단자에서 반전 전하 밀도를 0 으로 하는데 필요한
                 드레인-소스 전압

  ㅇ 전류 전압 특성 : 제곱적 관계
       

  ㅇ iD-vDS 곡선 기울기 = 0


3. MOSFET 포화의 물리적 의미  =>  핀치오프 (Pinch-off)

  ㅇ 게이트 전압에 의한 수직 전계와 드레인 전압에 의한 수평 전계가 서로 상쇄되어,
     - 드레인 근처에서 전도 채널이 형성되지 못하는 상태

  ㅇ 이러한 핀치오프 상태에서는,
     - 전자가 전도 채널의 끝에 도달하게 되면, 
        . 드레인 부근의 강한 전계에 의해, 전자가 빠르게 드레인으로 끌려가는 현상이 발생
     - 그 결과, 드레인 전압은 더 이상 드레인 전류의 변화에 영향을 주지 못함
     - 이때, 드레인 전압이 더 커진다 해도 드레인 전류는 일정하게 되는데, 
     - 이를두고, 포화영역(saturation region) 이라고 함