VGS를 조금 올렸을 뿐인데 전류가 10배 뛰는 영역과, 1 V를 올려도 전류가 몇 배 늘 뿐인 영역. MOSFET의 두 얼굴을 밴드 다이어그램, 전하, 전류, gm/ID — 그리고 수십 개의 시뮬레이터로 직접 만지며 "감"을 잡는다.
약반전과 강반전은 스위치처럼 바뀌지 않는다. 같은 소자, 같은 물리 방정식이 VGS에 따라 다른 모습으로 보일 뿐이다. 아래 곡선을 드래그해 보자.
이 책의 모든 시뮬레이터는 아래 소자를 기본값으로 한다. 값은 브라우저에서 직접 계산된 것이다.
책 전체에서 반복해 확인할 경험 법칙들. 장을 읽으며 하나씩 '왜'를 채워 나가자.
| 지표 | 약반전 | 중간반전 | 강반전 |
|---|---|---|---|
| 반전 계수 IC | < 0.1 | 0.1 – 10 | > 10 |
| VGS − VT | ≲ −70 mV (VT 아래) | VT ± 수십~200 mV | ≳ +250 mV |
| gm/ID | ≈ 1/(nUT) ≈ 25–29 /V | 10 – 25 /V | < 10 /V (= 2/Vov) |
| ID–VGS 모양 | 지수 (log축 직선) | 휘어지는 전이 | 제곱 → 선형 (속도 포화 시) |
| VDsat | ≈ 4–5 UT ≈ 0.1 V | 0.1 – 0.3 V | ≈ (VGS−VT)/n |
| 지배 전류 메커니즘 | 확산 | 확산 + 드리프트 | 드리프트 |
| 표면 전위 ψs | VGS를 따라 증가 (기울기 1/n) | 점점 둔화 | ≈ 2φF + 수 UT에 고정 |
물리 → 전류 → 설계 → 판별 순서. 바쁘면 03 → 07 → 10만 읽어도 감은 잡힌다.
모든 장에 시뮬레이터, 핵심 정리, 퀴즈가 들어 있다.