NMOS와 Cascaded Amplifier(Common Source, Source Follower) 설계

1.NMOS

NMOS는 n-형 금속 산화막 반도체로, 전자 소자의 일종이다. NMOS는 전도성 채널에 n형 반도체가 사용된다. NMOS의 전극은 두 개의 소스(source)와 드레인(drain), 그리고 게이트(gate)로 구성된다. NMOS의 작동 원리는 오프 상태와 온 상태로 나누어지며, 게이트 전압의 변화에 따라 채널의 전도성이 결정된다. NMOS의 게이트에 양전압이 인가되면, p형 기판과의 경계에서 전자들이 형성되어 n형 채널이 만들어진다. 이때 채널이 형성되면 소스와 드레인 간에 전류가 흐르게 된다. NMOS의 전류 전달 메커니즘은 드레인 전류 ID를 이용하여 설명할 수 있다. 드레인 전류는 게이트 전압 VGS와 드레인 전압 VDS에 따라 변화한다. NMOS가 정삭적으로 동작할 때 VGS가 임계 전압 VTH를 초과해야 하며, 이 조건을 만족하면 NMOS는 활성 영역에 들어가게 된다. 이때 드레인 전류는 MOSFET의 동작 영역에 따라 포화 영역과 선형 영역으로 구분된다. 포화 영역에서는 소스와 드레인 간의 전압 차이에 영향받지 않고, 드레인 전류는 게이트 전압에 따라 결정된다. 반면에 선형 영역에서는 드레인 전류가 드레인 전압에 비례하여 증가한다. NMOS의 이점 중 하나는 높은 이동성과…(생략)