9급국가직공무원 2011-04-09 전자공학개론 14번 문제 해설

문제 요약

MOS 트랜지스터에서 게이트와 소스 간 전압차(VGS)와 온도를 일정하게 유지하고 채널 길이만 2배로 늘렸을 때, 채널 길이 변화가 전류 \( |I_{DS}| \)에 미치는 영향을 분석한다. 채널 길이 변조 효과는 무시하며, 트랜지스터는 활성 영역에 있다.

정답 및 근거

정답: 2번 (P형 MOS는 감소하고, N형 MOS도 감소한다.)

근거:
- 채널 길이와 전류 관계: 채널 길이가 증가하면 채널 내 전하 운반자의 확산 거리가 늘어난다. 이로 인해 드레인 근처에서의 전하 운반자 밀도가 감소하여 전류 \( |I_{DS}| \)가 줄어든다.
- 전하 운반자 종류 무관: P형과 N형 모두 동일한 물리적 원리에 따라 작용하므로, 채널 길이 증가에 따른 전류 감소는 P형과 N형 MOS 모두에 동일하게 적용된다.

오답 포인트

- 1번, 3번: 채널 길이 증가로 인한 전하 운반자 밀도 감소 효과를 간과하고 증가한다고 잘못 판단.
- 4번: 채널 길이 변화가 전류에 영향을 미치므로 변하지 않는다는 선택지는 부적절하다.

핵심 개념

- 채널 길이 증가 효과: 채널 길이가 길어지면 전류 \( |I_{DS}| \)는 감소한다 (확산 거리 증가로 인한 밀도 감소).
- 전하 운반자 독립성: P형과 N형 트랜지스터 모두 동일한 물리적 원리에 따라 반응한다.

마무리 요약

채널 길이가 2배로 늘어나면 전하 운반자 밀도가 감소하여 \( |I_{DS}| \)가 감소한다. 이 효과는 P형과 N형 MOS 모두 동일하게 적용된다.