FET 종류별 성능비교와 추천 용도: RF, 파워, 디지털 회로에서의 선택 전략
전계효과트랜지스터(FET, Field Effect Transistor)는 전자 회로에서 핵심적인 능동소자다. 그러나 그 종류는 다양하며, 각기 다른 특성과 응용처를 갖고 있다. 본 포스트에서는 대표적인 FET 종류인 JFET, MOSFET, LDMOS, GaN FET, MESFET, HEMT 등을 비교하고, 사용 목적에 따라 어떤 FET를 선택해야 하는지 그 전략을 제시한다.
1. 대표적인 FET 종류와 주요 특성 비교
- JFET (Junction FET): 고입력 임피던스, 낮은 노이즈, 주로 아날로그 증폭용
- MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET): 널리 쓰이는 범용 FET, 디지털 및 전력용 회로에서 우수한 성능
- LDMOS (Laterally Diffused MOSFET): 고전력 RF 송신기용, 내전압과 선형성이 뛰어남
- GaN FET (Gallium Nitride): 고주파 고전력에 특화, 빠른 스위칭과 높은 효율
- MESFET (Metal Semiconductor FET): 고속 고주파 응용에서 사용, 마이크로파 대역에 적합
- HEMT (High Electron Mobility Transistor): 고이동도 전자 특성, 위성, 5G, 레이더용
2. 용도별 추천 FET 조합
① 디지털 회로: 로직 제어용
- 추천: N채널 MOSFET (IRL 시리즈)
- 특징: Gate Threshold Voltage가 2V 이하 → 마이크로컨트롤러에서도 직접 구동 가능
② 전력 회로: SMPS, 모터 구동
- 추천: Power MOSFET (IRF 시리즈, STP 시리즈)
- 특징: 높은 드레인 전류, 낮은 RDS(on), 고속 스위칭
③ 고주파(RF) 회로: 송수신 증폭기, 레이더
- 추천: LDMOS, GaN FET
- 특징: 고전압 견딤, 고출력 선형성, 열 특성 우수
3. 고급 비교: GaN vs LDMOS vs MOSFET
| 항목 | MOSFET | LDMOS | GaN FET |
|---|---|---|---|
| 주파수대역 | 수십 MHz | 수백 MHz ~ GHz | GHz 이상 |
| 스위칭 속도 | 보통 | 빠름 | 매우 빠름 |
| 효율 | 중간 | 좋음 | 최고 |
| 가격 | 저렴 | 중간 | 비쌈 |
4. 마무리: 선택 기준 요약
- 정밀 제어와 고효율이 중요하면 GaN FET
- 전통적인 RF 설계에는 LDMOS
- 범용 제어, 모터, SMPS에는 Power MOSFET
- 로직 회로엔 Logic-Level MOSFET
FET 선택은 단순히 전류 용량이나 전압만으로 결정되지 않는다. 용도, 주파수, 열 특성, 스위칭 속도, 신뢰성 등 다양한 요소가 결합된다. 실전 설계에서는 데이터시트를 정밀하게 해석하고, 목표로 하는 회로 성능에 맞는 트랜지스터를 선택하는 것이 중요하다.
