MOSFET

17問 • 2年前

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回路記号について答えよ 1）FETの種類 2）aのチャネル型 3）bのチャネル型

エンハンスメント型MOSFET, nチャネル型, pチャネル型

回路記号について答えよ 1）FETの種類 2）aのチャネル型 3）bのチャネル型

デプレッション型MOSFET, nチャネル型, pチャネル型

MOSFETの2つの種類について説明せよ名称:説明

エンハンスメント型:ゲート電圧を印加しないとドレイン電流が流れないFET, デプレッション型:ゲート電圧を印加しなくてもドレイン電流が流れるFET

p型MOSFETの構造を図示せよ。ただし、電圧とキャリアも書くものとする。　　　　　　　　スクロールで答え　　　　　　　　　　　 ↓

正解

MOSFETの構造の特徴を3つ答えよ

MOS構造のうち、金属側を端子とする, MOS構造の半導体がp型の場合、その中にn+領域をふたつ作り、それぞれをソース、ドレイン端子とする, 反転層内を自由電子が通ればnチャネル型、正孔が通ればpチャネル型となる

エンハンスメント型MOSFETについて、Vdsを一定とし、Vgsを変化させた時の特性名称、特性図をかけ

伝達特性

エンハンスメント型MOSFETについて、Vgsを一定とし、Vdsを変化させた時の特性名称、特性図をかけ

出力特性

エンハンスメント型MOSFET（n型）の伝達特性について、Vgs=0VでのIdの様子をかけ

MOSFETは、ソースからドレイン側へn+、p、n+の構造となっているため、Vdsを印加しても逆方向バイアス状態となってIdは流れない

エンハンスメント型MOSFET（n型）の伝達特性について、Vgs>0Vでの状態の説明とIdの様子をかけ

Vgsを印加すると、酸化物の分極作用により空乏状態となる。さらにVgsを印加すると反転状態となり、チャネルが形成される。, 反転層により、ソースからドレイン側へn+、n、n+の構造になりIdが流れる。

エンハンスメント型MOSFETの出力特性について、図から条件式、この状態の説明、Idの様子をかけ

Vds=0~数V, Vgsを一定にし、Vdsを印加すると、SD半導体の多数キャリアがチャネルを通ってソースからドレイン側へ移動する。, Vdsを大きくすると、ほぼ比例してIdも大きくなる。

エンハンスメント型MOSFETの出力特性について、図から条件式、この状態の説明、Idの様子をかけ

Vds>=ピンチオフ電圧, Vgsが一定でも、Vdsの増加によって、SD半導体とMOS構造に利用している半導体の電位差が大きくなり空乏層が広がる。空乏層は、Vgsの効果をより弱めるドレイン側で広がりやすくなる。これによりチャネルが狭くなって一種の抵抗が生じる。, Vdsがピンチオフ電圧以上になると、Idは増加しにくくやり、やがて飽和する。

エンハンスメント型の用途を答えよ

Vgsが0Vのときドレイン電流が流れないため、スイッチングとして用いる

デプレッション型の用途を答えよ

動作ごとのしきい値が違うため高周波増幅に用いる

FOSFETのバイポーラトランジスタと比べた時の違いを4つ答えよ違い:理由

入力インピーダンスが高い, 温度特性が安定的, 構造が単純, 動作が遅い

MOSFETがバイポーラトランジスタに比べ入力インピーダンスが高い理由を答えよ

一般に入力となるVgsは、逆方向バイアス状態で動作させるため、入力に流れ込む電流はほぼ0であるから

MOSFETがバイポーラトランジスタに比べ温度特性が安定的な理由を答えよ

温度の増加により少数キャリアが増えても、動作自体が多数キャリアのみのため、素子への影響が少ない

MOSFETがバイポーラトランジスタに比べ動作が遅い理由を答えよ

動作時の多数キャリアの移動距離がバイポーラトランジスタよりも長いため、その分動作速度が遅くなる