MOSFET과 TFT의 공통점과 차이점

FET(Field Effect Transistor, 전계 효과 트랜지스터)

전계 효과를 이용한 트렌지스터로 게이트, 소스, 드레인으로 이루어져있다.

게이트 전압에 의해 Channel이 형성되며, 전류가 제어된다.

 

 

MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터)

FET의 게이트에 절연체를 추가한 구조이다. (-> 전극과 반도체 사이를 분리하여 채널을 잘 형성 시켜줌)

게이트 전압을 걸어주면 게이트 아래에 전자가 모여드는데 이를 Channel이라고 한다. (-> inversion 단계에서 Channel 형성) 

드레인 전극을 걸어주면 전기장이 형성되고, 드레인 전극 쪽으로 전류가 흐르게 된다.

MOSFET이 동작하기 위한 최소 전압을 문턱전압이라고 한다.

 

위키백과, MOSFET 구조

 

 

TFT (Thin Film Transistor, 박막 필름 트랜지스터)

디스플레이에서 빛의 밝기를 조절하는 전기적 스위치 역할을 수행하는 반도체 소자이다.

LG디스플레이 블로그, TFT구조

 

 

** 트랜지스터의 기능은?

1. 증폭 작용 : 적은 양의 전류로 많은 양의 전류를 컨트롤 한다.

2. 스위칭 작용 : 전류를 흘리고 안흘리고를 컨트롤 한다.

 

 

MOSFET과 TFT의 공통점과 차이점

공통점 : 게이트, 절연체, 반도체, 소스, 드레인으로 구성된 MOS 게이트 구조의 소자

차이점 : 기판의 종류와 동작 모드

 

[MOSFET]

기판 : 실리콘

구동원리 : 게이트에 전압을 걸면 채널 형성, Inversion 모드에서 동작

 

[TFT]

기판 : 유리 or PI (p-oled의 경우)

구동원리 : 게이트에 전압을 인가하면 채널 형성, Accumulation 모드에서 동작

 

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Inversion mode : 기판의 major캐리어와 반대전하의 minor캐리어가 쌓여 채널을 형성해 ON상태가 되는 동작모드

Accumulation mode : 기판의 major캐리어가 쌓여 채널을 형성해 ON상태가 되는 동작 모드

 

TFT가 MOSFET과 달리 Accumulation mode에서 작동하는 이유

TFT의 substrate로 사용되는 물질은 주로 metal oxide(금속 산화물)로 밴드갭이 크다. 따라서 conduction band에 존재하는 free carrier가 희박하므로 gate에 높은 전압을 가하더라도 free carrier를 interface에 모으는 데에 한계가 있어, inversion mode를 형성하기에 어려움이 있다.