다중게이트 MOSFET 드레인 전류 통일 모델

전문가 제언

○ MOSFET 문턱 위 혹은 강반전(Strong Inversion, SI) 이론은 1964년 Ihantola & Moll 및 Sah에 의해 처음 제안되었다. 이들 SI 모델에서는 드레인 전류의 표류(drift)성분만 취급되었는데 후속 개선을 거듭하여 1969년에는 Frohman-Benchkowsky 모델이 발표되었다. SI 이론에 대한 당시의 결정판은 1970년의 Cobbold의 책 ‘Theory and Application of Field-Effect Transistor’(Wiley)이었다.

○ 1970년대 초 저전력 회로의 개발과 더불어 차문턱 혹은 약반전(Weak Inversion, WI) 동작이 탐구되었다. 차문턱 지수함수 영역에 대한 첫 논문은 1972년의 Barron, Stuart & Eccleston, Swanson & Meindl 등 이었으며 Overstraeten et. al.(1973), Vittoz & Fellrath(1977)에 의해 개선 WI 모델이 발표되었다. WI 모델은 확산(diffusion) 전류만 취급하고 있었다.

○ MOSFET의 모든 운전모드에 모두 적용 가능한 첫 이론은 Pao-Sah 의 표류-확산 이중적분 모델이었다(1966). Pao-Sah 모델은 반전영역의 두께 방향으로 적분을 하고 또 길이방향으로 적분을 하여 드레인 전류를 산출한다. 수치적분을 하는 것이 불가피하므로 이 모델은 콤팩트모델로 분류되지는 않는다. 하지만 물리기반이기 때문에 현재도 각종 MOSFET 콤팩트모델의 정확성을 점검하는데 하나의 ‘황금’ 기준으로 활용되고 있다.

○ 진정한 콤팩트, 1-방정식, 전영역 모델은 1978년에 등장했다(Baccarani et. al.과 Brews). 이들 두 논문은 핵심 변수로 표면전위가 사용되었다. 모든 MOSFET 특성은 소스단과 드레인단의 표면전위의 함수로 표현되는 것이다. 이들 논문에서 처음 전하판 근사화 이론이 등장했는데 반전층을 무한히 얇은 막으로 가정하는 것이었다. 특히 Brews의 이론이 더 주목을 끌었는데 1979년 Wiele에 의해 Pao-Sah, Baccarani, Brews의 이론이 모두 통합, 연계되었다.

저자

Bo Yu, Jooyoung Song, Yu Yuan, Wei-Yuan Lu, Yuan Taur

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2008

권(호)

55(8)

잡지명

IEEE Transactions on Electron Devices

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

2157~2163

분석자

황*룡

분석물

• 다중게이트 MOSFET드레인 전류 통일 모델.pdf [376,296 byte]

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