MOSFETの相互コンダクタンスとは？gmの求め方と測定方法は？

相互コンダクタンス測定は、パワーエレクトロニクス設計におけるMOSFETの特性を検証するための重要な試験です。相互コンダクタンスは、MOSFETが適切に機能していることを保証し、回路設計において電圧利得が重要な仕様である場合に、エンジニアが最適なMOSFETを選択するのに役立ちます。結果、企業はパワー半導体デバイスをより早く市場に投入することができ、また、フィールドでの不具合を最小限に抑えることができます。

相互コンダクタンスとは、一定のドレイン・ソース間電圧が印加されたときの、ドレイン電流（I_D）とゲート・ソース間電圧（V_GS）の比のことです。電流と電圧の比は一般にゲインと呼ばれます。相互コンダクタンスは、MOSETのしきい値電圧（V_TH）と厳密に結びついた重要なパラメータであり、両者ともゲート・チャネルのサイズに関係しています。I-V測定からMOSFETの相互コンダクタンスを導く公式は以下の通りです。

g_m=	ΔI_D
	ΔV_GS

MOSFET相互コンダクタンスの測定方法

最初の構成に示すアプローチでは、3つのソース・メジャー・ユニット（SMU）を必要とし、すべてのノードをフィードバック制御電圧に保持し、すべての電流を同時に測定できます。各デバイスのチャネル接続をカバーするのに十分なSMUチャネルがない場合は、2番目の構成に示すように進められます。この構成は、ノイズの多いグラウンド接続の影響を受けやすく、長いケーブルを使用するとグラウンドループが発生する可能性があることに注意する必要があります。また、ソース端子の電流と電圧を測定することができないため、計算に誤差が生じる可能性があります。