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전회1(CH5)_AMP의 3가지 타입과 해석(1): CS/CG/CD의 해석 방법 1) NMOS를 기준으로 고려했을 때 AMP(=nmos)는 크게 3가지 타입이 있다.-> CS amp : 위상 반전, gain=-gm*Rout, Rin high, Rout 회로구성따름 (우리가 아는 신호 증폭해주는 역할)-> CG amp : 위상 동일 , gain=1, Rin low, Rout 비교적 High (전류버퍼 역할)-> CD amp : 위상 동일, Gain=1, Rin high, Rout low (전압전달 역할) 2) 각각의 특징은 회로를 해석하면서 알게 되겠지만, 뚜렷한 특징은 위와 같으니 파악해놓으면 후에 회로해석할 때 용이하다. 3) 보아서 알겠지만, 회로를 판단할 때 우리가 알아야하는 것은 Gain/Rin/Rout 3가지에 대한 해석이 필요하다.-> 그렇다면, 이 3가지를 파악하기 위해.. 더보기
전회1(CH5)_MOSFET DC 특성 및 기본 DC 회로(8): Body Effect 1) 우리는 앞에 과정까지는 Body에 대해서 B-S의 Foward Bias가 발생하지 않는 것만 유의해왔다.--> 즉, Body와 Source를 묶어놓는 상황만 고려했다 2) 그러나 실제로는 Degeneration과 같이 VS 전압을 0보다 크게 잡게 되어 Body to Source의 역전압을 거는 경우가 있다.--> 이 상황이어도 회로에 아무런 영향이 없을까? NO!!--> 외울 필요는 없지만 Vth는 VSB의 전압과 관련된 식으로 도출된다.--> 수식에 따르면 VS>0일 때 VSB가 커지게 되고 이에 따라 Vth가 커지는 효과가 발생한다.--> IDS 수식에 따라 Vth가 커지면, IDS가 줄어드는 효과가 연달아 발생한다.--> 즉, DC적으로는 Body to Sub에 역전압을 위해 VSB를 키우면.. 더보기
전회1(CH5)_MOSFET DC 특성 및 기본 DC 회로(7): Current Mirror 실제 집적회로에서는 전류를 어떻게 쓸까?--> 이후에 나오겠지만, BGR이라는 온도에 대한 Variation이 덜 한 Ref 전압 혹은 전류를 토대로 실제 블록별 전류를 사용한다.--> 이때 Variation이 적은 전류를 카피하여 실제 블록에 사용할 때 해당 Current Mirror를 사용하게 된다.--> 우리는 현재 회로의 DC를 다루고 있으므로 Current Mirror에서 DC는 어떤 식으로 잡히는지 살펴보자. 1) 일반적인 Current Mirror는 위와 같이 구성된다.--> 우리는 온도/Process/Voltage에 대해 변수가 적고 일정한 전류를 계속 보내주길 바란다.--> 그 전류원을 구성하는 방법이 Current Mirror이다. 2) BGR로부터 온도에 대한 변수가 적은 깨끗한 Ir.. 더보기
전회1(CH5)_MOSFET DC 특성 및 기본 DC 회로(6): Diode Connected, CS with Degeneration DC Biasing 관련된 몇 가지 회로가 존재한다.아래 3가지 관련해서 다음을 고민하며 읽기를 바란다.1) Diode Connected: 등가적으로 뭔가? 무슨역할인가?2) CS with Degeneration : 바이어스 안정화3) Current Mirror : 전류 복사, DC는 어떻게? 실제 회로 구성은 어떻게? (다음장에서 다루겠다) 1) Diode Connected는 MOS의 Gate와 Drain을 묶게 되면 무조건적으로 Saturation이 보장된다.--> 수식으로 봐도 VDS > VGS-Vth인데, VG와 VD가 같으니 0>-Vth 이므로 당연하게 포화 상태이다. 2) 회로적으로 이런 회로가 존재한다면, 당연하게 전류를 흘려준다고 생각하면 된다. 3) 얼마나 전류가 흐를것인가?에 대해서는 .. 더보기
전회1(CH5)_MOSFET DC 특성 및 기본 DC 회로(5): AC 동작 및 해석 1) 지난 챕터에서 DC 해석을 했다면 이번 챕터는 AC 신호의 동작을 설명하겠다. 2) Vin(입력전압) - Vout(출력 전압)의 관계를 살펴보자. --> 지난 시간에 배운 대로 우리는 먼저 회로의 "DC"를 결정해야한다.--> 때문에 Vin=0일 때 부터, VDD일 때까지를 생각하고 출력 전압을 살펴보면 오른쪽 그림과 같아진다.--> 기억해야할 것은, 검정선은 "Gate의 DC 전압을 스윕했을 때 출력 DC 전압"의 결과이다. 3) 그때 우리는 2번 영역에서 Amp를 동작시키기를 원하며, 당연하게도 입력에 대한 출력의 스윙이 최대가 되는 지점의 DC를 갖기를 원한다. (그 지점이 Q인거)--> 그 동작점 Q에서 vi라는 소신호가 들어온다면 Vo=VDD-ID*RD - (어떤 소신호에 의한 값) 으로 .. 더보기
전회1(CH5)_MOSFET DC 특성 및 기본 DC 회로(4): Gate 및 Drain Biasing 1) Gate 단의 전압을 결정해주는 것을 바이어싱이라고 하는데, 무엇을 기준으로 하는 가? 를 알아야한다.--> 현재 Nmos 단의 경우 Gate에는 5V를 인가했으므로 채널이 형성된 상황이다.--> 그때, Vth를 1V로 가정했으므로 Vgs-Vth Vd>Vg-Vth인 4V 이상이면 Saturation이 보장된다는 말이다. 2) Pmos의 경우도 동일하다.--> Vg는 3V가 인가되었고, Vth는 1V이므로 Vsg-Vth Vd이므로 Vd는 최대 4V까지 견디겠구나 라는 의미다. 3) 이 과정을 통해 각각의 소자에서 Gate Biasing에 따른 Drain의 Biasing Range를 판단할 수 있다. 4) 입력의 DC 전압에 의해 ID가 흐른다고 생각하면 우리는 Vout=VDD-ID*RD로 표현할 수.. 더보기
전회1(CH5)_MOSFET DC 특성 및 기본 DC 회로(3): Channel Length Modulation(채널길이변조) 및 DC특성 요약 채널길이변조 1) 의미 자체는 Vds가 커짐에 따라 핀치 오프가 발생하는 지점이 점점 짧아져 채널의 길이가 짧은 것 같은 효과가 나는 것을 뜻한다. 2) IDS-VDS 그래프에서 알 수 있듯이, 채널변조 길이에 의해 포화상태에서도 전류가 계속 증가할 수 있음을 알 수 있다.--> 이때, 연장선이 x축과 만나는 지점을 채널변조가 얼마나 심하게 되었는지를 표현하는 척도로 많이 사용한다. 채널 길이 변조 수식적 정의 3) 수식적 해석은 위에 나온 그대로의 과정을 따라가면 된다.--> 단지 기억하길 바라는 것은, VA=0 이라는 것은 채널길이변조가 발생하지 않았다를 의미한다. 4) IDS에 관한 수식을 정의할 때 우리는 채널 길이 변조를 고려할 수 도 있다.--> 이때 기존의 수식에서 ID=(1/2)*kn*(.. 더보기
전회1(CH5)_MOSFET DC 특성 및 기본 DC 회로(2): MOSFET DC/AC 및 gm MOSFET의 기본 DC 특성 우선, 내가 공정공부를 4년(학부) 하다가 회로로 들어서며 가장 받아들이기 어려운게 DC와 AC의 구분과 직관적인 회로 해석이었다.여러가지 이유가 있겠지만, 우선 교수님들은 이런 내용이 기본적이기 때문에 한 번의 언급 이후에는 그냥 엔지니어끼리 쓰는 언어로 말하시기도 하고, 너무 많은 것들이 (교수님급의 사람들에게 기본적인 내용) 단순화되어지고 설명이 생략된 것이 크다고 느꼈다.그런데, KOCW 수업을 듣다가 이화여자대학교에 박민석 교수님의 강의를 듣게 되었고, 이 강의 영상은 수식을 통해 자세하게 설명은 해주면서도 엔지니어가 회로를 어떻게 직관적으로 바라봐야하며, DC와 AC를 정확하게 어떻게 구분짓고 해석하는지 명확한 설명을 해준다.지금 이 포스팅 자체도 해당 수업을 따.. 더보기

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