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다음 NMOSFET 회로의 Vx=0.4[V]일 때 ID의 값[mA]은?… | [국회직 9급 전자공학개론] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[국회직 9급 전자공학개론] 20년 1회차
다음 NMOSFET 회로의 Vx=0.4[V]일 때 ID의 값[mA]은? (단, µnCOXW/L=1[mA/V2], 문턱전압 VT=0.4[V], VDD=1.8[V], MOSFET의 소스(source)와 기판(substrate)은 연결됨. µn: 전자의 이동도, COX: 게이트산화막의 정전용량, W: MOSFET의 채널폭, L: MOSFET의 채널길이)
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해설

드레인 전류는 ID=0.5 mAI_{D}=0.5\,\mathrm{mA}이다.

게이트와 드레인이 모두 VDDV_{DD}에 연결되고 소스는 VxV_{x}이므로 다음과 같다.
VGS=VDS=1.8−0.4=1.4 VV_{GS}=V_{DS}=1.8-0.4=1.4\,\mathrm{V}
VGS−VT=1.0 VV_{GS}-V_{T}=1.0\,\mathrm{V}

VDS>VGS−VTV_{DS}\gt V_{GS}-V_{T}이므로 포화영역이다. 소스와 기판이 연결되어 기판 효과는 없다.
ID=12μnCOXWL(VGS−VT)2I_{D}=\dfrac{1}{2}\mu_{n}C_{OX}\dfrac{W}{L}(V_{GS}-V_{T})^{2}
ID=12×1×1.02=0.5 mAI_{D}=\dfrac{1}{2}\times 1\times 1.0^{2}=0.5\,\mathrm{mA}

  • 0.7: VGSV_{GS}에 12\dfrac{1}{2}만 곱한 값으로, 문턱전압과 제곱이 빠졌다.
  • 1: 포화 전류식의 계수 12\dfrac{1}{2}를 빠뜨린 값이다.
  • 1.4: 제곱과 문턱전압을 고려하지 않고 VGSV_{GS}를 그대로 쓴 값이다.
  • 2: 계수 12\dfrac{1}{2} 대신 2를 곱한 값이다.

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