전기자동차를 비롯한 파워 일렉트로닉스 기기의 전력 스위치에 사용되는 것은 MOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)과 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)라고 하는 전압 구동형 파워 반도체이다. 이전에는 전류 구동형 바이폴라 트랜지스터(BJT)가 파워 디바이스의 주류였지만, 구동 전력이 크고 스위칭 속도가 느리며 디바이스의 동작 영역에 제한이 있다는 과제가 있었다. MOSFET과 IGBT는 이러한 BJT의 결점을 해결한 보다 이상적인 스위치에 가까운 파워 디바이스이다.
IGBT는 MOSFET의 드레인 측에 p층이 추가됐다. 이 정도의 차이도 MOSFET과 IGBT의 특성 및 그 애플리케이션에서는 큰 차이를 불러일으킨다. MOSFET에서 게이트−소스 사이에 플러스 전압을 가하면, p 기준층이 반전되어 채널, 즉 전류 경로가 형성된다.
그 결과, 드레인 전극에서 소스 전극 사이가 모두 동일한 n형 반도체로 되어 저항과 거의 같은 성질을 나타낸다. 이 때 전류가 되는 전하(캐리어라고도 한다)는 전자뿐이므로 MOSFET은 ‘유니버설 디바이스’라고 하며, 고속으로 스위칭할 수 있는 특성을 갖는다.
- CQ출판사 『트랜지스터기술』
