소자 비교) NMOS vs PMOS

 

NMOS 소자와 PMOS 소자의 특징과 간단한 비교를 해보겠습니다.

NMOS 와 PMOS 각각은 간단한 개념이지만 실제 설계를 하다보면 각 특징을 잘 파악하고

용도에 맞게 사용하는 것이 중요하죠.

 

 

먼저 NMOS 와 PMOS 의 symbol 입니다.

NMOS 는 Drain 쪽에 더 높은 전압이

PMOS 는 Source 쪽에 더 높은 전압이 걸리는 구조이죠.

PMOS 와 NMOS 모두 Gate 와 Source 에 걸리는 전압이 Vth 보다 커야 turn on 되는 방식입니다.

하지만 Vth 의 부호가 다르게 되어 서로 용도가 달라지게 됩니다.

 

일반적으로 NMOS 는 cap 에 저장되어 있는 전압을 빼내는데 유리합니다. (실제로는 전하)

VDD 로 전압이 충전돼 있는 cap 에 NMOS 를 연결하고 source 에 VSS 를 연결하면 쉽게 cap 에 있는 전압 VDD 를 VSS 까지 낮출 수 있죠.

 

반대로 PMOS 는 cap 에 전압을 채우는 데 유리합니다.

VSS 인 cap 에 drain 을 연결하고 source 에 VDD 를 연결하면 cap 을 쉽게 VSS 에서 VDD 까지 채울 수 있습니다.

 

따라서 특정 node 를 VDD 로 set 하고 싶거나 VSS 로 reset 하고 싶은 경우에는 그에 해당하는 소자를 잘 사용해야 합니다.

예를 들어 Flip-flop 에 reset switch 가 필요하다면, 위와 같이 전압을 빼내는데 유리한 nmos 를 연결해야겠죠.

 

 

 

마지막으로 saturation current 를 구하는데 쓰이는 위 공식에서

unCox 값이 일반적으로 nmos 가 pmos 보다 큽니다.

따라서 같은 driving 능력을 내려면 PMOS 는 NMOS 보다 W/L 이 훨씬 커야하죠.

그래서 일반적으로 NMOS 를 driver 로 많이 활용합니다.

 

이상입니다.