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1. MOSFET 디지털 논리 게이트
1.1. 실험 목적
MOSFET 디지털 논리 게이트의 실험 목적은 디지털 로직 게이트를 기초로 하여 MOSFET의 동작을 이해하는 것이다. 이를 통해 MOSFET을 이용한 논리회로 설계와 CMOS 회로의 동작 원리를 학습할 수 있다. 특히 MOSFET 로직 게이트의 장점은 높은 입력 임피던스로 인해 전력 소모를 줄일 수 있다는 점이다. 이는 특히 CMOS 게이트에서 두드러지게 나타난다. 반면 BJT 기반의 TTL, ECL 게이트들은 MOSFET 게이트에 비해 스위칭 시간이 더 빠르다는 장점을 가지고 있다. 실험에서는 NAND 및 NOR 게이트를 MOSFET으로 구현하고, 이들의 동작을 이해하며, CMOS NAND 게이트의 동작 원리도 살펴볼 것이다. 이를 통해 MOSFET 소자의 특성과 이를 활용한 논리 회로 설계 능력을 기를 수 있다.
1.2. 실험 이론
MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)은 높은 입력 임피던스를 가지므로 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 이에 MOSFET을 이용하여 다양한 디지털 논리 게이트를 구현할 수 있다.
우선 그림 1과 그림 2는 각각 MOSFET NAND 게이트와 MOSFET NOR 게이트를 나타낸다. 이 두 회로에서 M1 트랜지스터의 게이트와 드레인을 연결하여 부하 저항 역할을 대신하고 있는데, 이를 Active Load라고 한다. 따라서 M1 트랜지스터는 회로 내에서 능동 부하로 동작한다....
