Wie Mosfet funktioniert

Das Funktionsprinzip des MOSFET: Die Gate-Vorspannung legt ein elektrisches Feld an und erzeugt einen Feldeffekt im Substrat. Der Feldeffekt bildet eine Inversionsschicht, die Source und Drain verbindet. Die Inversionsschicht bildet einen Pfad und Strom fließt von der Source zum Drain, um eine Leitung zu erreichen. Wenn die Gate-Vorspannung entfernt wird, verschwindet die Inversionsschicht und der Stromfluss wird blockiert, wodurch eine Abschaltung erreicht wird.

So funktioniert ein MOSFET

Ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ist ein Halbleiterbauelement, das häufig in elektronischen Produkten verwendet wird. Sein Funktionsprinzip basiert auf dem Feldeffekt.

Feldeffekt

Wenn ein elektrisches Feld an einen Halbleiter angelegt wird, beeinflusst es das Verhalten der Ladungsträger im Halbleiter. Beispielsweise stößt ein positives elektrisches Feld Elektronen (negative Ladungsträger) auf eine Seite des Halbleiters ab und hinterlässt mehr Löcher (positive Ladungsträger). Dieser Effekt wird Feldeffekt genannt.

MOSFET-Struktur

MOSFET besteht aus einem Siliziumsubstrat, Source, Drain und Gate.

• Siliziumsubstrat: Das Halbleitermaterial (normalerweise N-Typ oder P-Typ), das die Basis des MOSFET bildet.
• Source und Drain: Metallkontakte dienen zur Stromversorgung des MOSFET.
• Gate: Der Metallkontakt zwischen dem Leiter (normalerweise Metall) und der Isolierschicht (Oxid), der zur Steuerung des Ein- und Ausschaltens des MOSFET verwendet wird.

Wie es funktioniert

Das Funktionsprinzip des MOSFET umfasst die folgenden Schritte:

1. Gate-Vorspannung: Wenn eine positive Spannung an das Gate angelegt wird, entsteht ein elektrisches Feld zwischen dem Substrat und der Isolierschicht .
2. Feldeffekt: Das elektrische Feld zieht Löcher oder Elektronen im Substrat an (abhängig von der Art des Substrats) und bildet einen Bereich, der als Inversionsschicht bezeichnet wird.
3. Inversionsschicht: Die Inversionsschicht ist ein Bereich mit höherer Leitfähigkeit, der Source und Drain verbindet.
4. Leitung: Wenn die Inversionsschicht gebildet wird, kann Strom von der Quelle zum Abfluss fließen. MOSFET schaltet sich ein.
5. Abschaltung: Wenn die Gate-Vorspannung entfernt wird, verschwindet die Inversionsschicht und der Stromfluss kann nicht mehr zum Drain fließen. MOSFET ist ausgeschaltet.

Durch die Steuerung der Gate-Spannung kann der MOSFET ein- oder ausgeschaltet und so der Stromfluss gesteuert werden.

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