반도체소자12

반도체 소자(14)- BJT 이번 글에서는 반도체 소자 중 BJT에 대해서 다뤄보겠습니다.BJT는 메모리 소자 등으로는 잘 쓰이지 않지만 가장 먼저 개발된 트랜지스터로, 다양한 소자를 이해하는 데 기반이 됩니다. BJT는 Bipolar Junction Transistor의 약자로, junction이 두 개 있는 트랜지스터 소자를 말합니다. 이는 pn junction이 두 개 접해있는 형태로, npn, pnp BJT 두 가지 종류가 있습니다. 먼저 BJT의 구조를 살펴보겠습니다.NPN BJT를 예시로 들자면, n+-p-n 으로 도핑되어 있고n+ 영역은 이미터 (Emitter, E), n 영역은 콜렉터 (Collector, C), 두 n 형 사이의 p 영역을 베이스 (Base, B)라고 합니다.NPN BJT의 에너지 밴드 다이어그램을 .. 2025. 2. 24.
반도체 소자(10)- SRAM 이번 글에서는 메모리 소자의 기초와 SRAM에 대해서 설명해보도록 하겠습니다. 먼저 memory chip의 구조는 다음과 같습니다. Memory chip에서 가장 중요한 memory cell array는 아래와 같이 나타낼 수 있는데요,Memory cell array는 정보를 저장하는  memory cell들의 집합입니다. Flash memory를 설명할 때 다시 알게 될 내용이지만 하나의 셀의 '0' 또는 '1'의 정보를 저장하면 SLC (Single Level Cell), '00', '01', '10' or '11'의 정보를 저장한다면 MLC (Multi Level Cell)으로 정의할 수 있고 마찬가지로 3 bit, 4 bit의 정보를 저장한다면 TLC (Triple Level Cell), QLC .. 2025. 1. 12.
반도체 소자(9) - leakage current 이번 글에서는 MOSFET의 SCE를 포함한 leakage current에 대해 정리해 보겠습니다. Leakage current의 종류는 아래 그림처럼 다양합니다. 이번 글에서는 아래와 같이 MOSFET에서 발생할 수 있는 다양한 leakage current에 대해 정리해보도록 하겠습니다. 대부분의 내용이 SCE의 내용과 겹치긴 하지만 leakage current 측면에서 다시 한 번 정리해 보는 취지입니다. 가장 먼저 pn junction leakage current에 대해 설명해보겠습니다.① Junction leakageNMOS 기준에서, drain은 n-type, body는 p-type으로 도핑되어 있습니다. 소자를 동작시키기 위해서는 양의 drain 전압을 가하게 되는데요. 이렇게 되면 drain.. 2025. 1. 9.
반도체 소자(8)- short channel effect 이번 글에서는 MOSFET의 크기가 줄어들면서 발생하는 short channel effect (SCE)에 대해 정리해보겠습니다.지난 글에서도 언급하였지만 소자의 크기를 줄이는 데는 성능 향상과 집적도 향상이라는 목표가 있습니다. 채널의 길이 L을 줄이게 되면 전류 ID는 증가하고 이는 결국 채널의 저항이 감소하는 것과 같습니다. 또한 채널의 길이를 줄이면 채널의 area가 감소하여 결론적으로 채널에 존재하는 capacitance가 감소합니다. 결국 RC delay를 일으키는 저항과 cap 성분이 감소하면서 더욱 빠른 switching이 가능해집니다. 또한 소자의 크기가 줄어들면 하나의 웨이퍼 위에 더욱 많은 수의 소자를 제작할 수 있기 때문에 비용적인 측면에서도 장점을 갖습니다. 하지만 이렇게 소자의 크.. 2025. 1. 7.
반도체 소자(7)- MOSFET ② 저번 글에 이어서 MOSFET에 대해 설명해보도록 하겠습니다. 특히 이번 글에서는 MOSFET의 non-ideal한 특성들에 대해서 설명해보겠습니다. 먼저 MOSFET의 성능이 좋다는 것은 어떤 것을 의미할까요? MOSFET의 성능은 크게 두 가지로 나누어 설명할 수 있습니다.1) High ON currentMOSFET은 필연적으로 기생 cap 성분이 존재할 수밖에 없습니다. 이로 인해 RC delay가 발생하게 되는데요, 이는 소자의 switching 속도를 저하시키는 요인입니다. 이러한 RC delay의 영향을 가장 적게 받기 위해서는 ON current를 높여 cap을 빠르게 충전하도록 해야합니다. 따라서 high-speed switching을 위해서는 높은 ON current를 갖는 것이 좋습니다.. 2025. 1. 2.
반도체 소자(6)- MOSFET ① 이번 글에서는 본격적으로 MOSFET에 대해 설명드리도록 하겠습니다. MOSFET은 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor의 약어로, 이 용어에 대해서는 아래 설명드리겠습니다. MOSFET은 MOS capacitor와 유사하지만 MOS cap 양단에 기판과는 반대의 극성을 갖는 source/drain이 추가되어 총 4개의 단자(gate, source, drain. body)를 갖는 소자입니다. Source는 이름에서 어느정도 유추할 수 있듯이, 전자의 공급원이 되는 단자입니다. 일반적인 경우에는 source와 body는 ground되어 있는 상태입니다. MOSFET의 동작 원리에 대해서는 뒤에서도 더 자세하게 설명하겠지만 먼저 간단하게 설명해보겠습니다. .. 2024. 12. 29.

티스토리툴바