J-FET와 MOS-FET의 차이점과 사용법

[쿨]

J-FET와 MOS-FET의 차이점과 사용법

 트랜지스터와 똑같다

트랜지스터 회로의 설계는 쉽게하지만 FET는 좀 골칫거리라고 생각하는 사람이 많을 것이라 생각합니다. 그 이유중 하나는 FET에는 접합형태(J-FET)나 MOS형태가 있으며 MOS형도 인한스먼트 나 디프레션타입으로 구분되어 다소 복잡하고 까다롭게 생각 되지 않을까 합니다. 또한 FET를 소개할때 「역전압을 걸지 않으면 안 된다」라고 하는 경우가 많기 때문에 어렵다는 선입관을갖고 있는 것 같습니다.

그러나 FET는 트랜지스터와 똑같이 사용하기 쉬운 부품이라는 것을 강조하고 싶습니다.

 FET의 회로기호

 J-FET(J : 접합형)의 회로도 기호는 아래의 그림과 같이 사용합니다.

이  름	N-channel J-FET	P-channel J-FET
기  호

 

MOS-FET(MOS：금속 산화물의 의미)의 회로도 기호는 다음 그림과 같습니다.

이  름	N-channel MOS-FET	P-channel MOS-FET
기  호

 FET의 특성(VGS-ID특성)

 다음 그림은 각 FET의 특성입니다. N채널 FET에서는 게이트 전압(소스를 기준으로 한 전압, VGS라고 한다)이 높을수록 드레인·소스간 전류가 흐르기 쉬워지며 이것은 JFET에서나 MOSFET나 같습니다.

N-JFET	NMOS(디프레션)	NMOS(인한스먼트)

위에서 보듯이 모든 종류의 FET는 전류가 흐르기 시작하는 전압이 각각 다를뿐 기본적으로 같은 특성을 갖고 있음을 알 수 있습니다. JFET나 MOS 디프레션형에서는 게이트 전압을 점차 낮추면 전류가 흐르지 않게 되는 점이 있습니다. 이것을 핀치오프전압이라고 하여 Vp로 나타냅니다. 또한 게이트 전압이 0V일때 전류는 IDSS라고 하여FET의 특성을 나타내 중요한 파라미터가 되고 있습니다.

다음은 P채널 FET의 특성입니다. 트랜지스터에 NPN과 PNP가 있듯이 FET도 N채널과 P채널로 구분하며 트랜지스터의 NPN과 PNP의 관계처럼 전압의 가하는 방법만 반대로 됩니다.

P-JFET	PMOS(디프레션)	PMOS(인한스먼트)

 스위칭 회로에 적합

N채널·인한스먼트형 MOS-FET는 VGS가 정의 영역에서 드레인에 전류가 흐릅니다. 이것은 보통 NPN 트랜지스터와 똑같이 사용할 수 있다는 것을 의미합니다. 실제로 NPN 트랜지스터를 MOSFET로 그대로 옮겨놓아도 정상동작하는 경우는 많습니다.

• P채널·인한스먼트형 MOS-FET는 PNP 트랜지스터를 생각하면 좋을것입니다.
   
• 이러한 특성은 게이트 전압으로 흐르는 전류를 스윗칭 할 수 있으므로 최근에는 파워 MOSFET라고 하는 것을 많이 사용되게 되었습니다. 기본적으로는 스위칭 트랜지스터와 똑같이 사용하고 있습니다.
   
• 디프레션 MOSFET는 게이트 전압을 0V로해도 완전 OFF가 되지 않기 때문에 스위칭 회로에는 많이 사용되지 않습니다.
   
• MOSFET는 게이트 전압을 높게 하면 얼마든지 큰 전압을 흘릴 수 있기 때문에 스위칭 회로에 많이 이용되지만 JFET는 IDSS보다 큰 전류를 흘릴 수가 없기 때문에 스윗칭 목적으로는 적합 하지 않습니다.
  
   
• JFET는 게이트에 역바이어스를 걸어서 동작 시키지만 게이트와 드레인 소스간에 다이오드가 ON되지 않을 정도의 미소한 순방향 전압을 걸어주면 IDSS는 좀 더 흘릴 수 있습니다.