n채널 MOSFET의 단면(켜진 상태)
n채널 MOSFET은 p형 기판에 n⁺ 소스와 드레인을 만들고, 그 사이 표면을 얇은 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극으로 덮은 구조입니다. 게이트에 전압을 걸지 않으면 소스와 드레인 사이는 p형이므로 전류가 흐르지 않습니다.
게이트에 양의 전압을 걸어 가면 표면의 정공이 밀려나 공핍층이 생기고, 문턱 전압을 넘으면 표면에 전자가 모여 n형으로 반전됩니다. 이 전자층(반전층)이 채널이 되어 소스와 드레인을 연결하고, 트랜지스터가 켜집니다.
직접 확인하기: 게이트 전압과 채널
게이트 전압 VGS를 올리면 게이트 아래의 정공이 밀려나 공핍층이 넓어지고, 문턱 전압을 넘으면 표면에 전자가 모여 반전층(채널)이 생깁니다. 문턱 전압은 0.46 V, 플랫밴드 전압은 약 −1.0 V(문턱 전압 계산기의 기본값)로 두었습니다.