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EIN MOSFET oder Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor ist ein bestimmter Typ Feldeffekttransistor (FET).

Beschreibung

Der MOSFET besteht aus Schichten in der Reihenfolge M, O, S (Metall, Oxid, Halbleiter). Die Metallschicht bildet die TorVerbindung, obwohl dies in der Praxis auch ein hochdotiertHalbleiter kann anstelle eines Metalls sein. Der MOSFET enthält auch a Quelle- und ablassenAnschluss, die jeweils mit einem hochdotierten Bereich im Halbleiter verbunden sind. Auch ein Massenkontakt – der mit dem Substrat verbunden ist – ist möglich, aber oft wird dieser intern mit der Quelle verbunden. Durch Anlegen einer Spannung an das Gate ändert sich die Ladungsträgerkonzentration im Halbleiter, welcher verursacht Widerstand zwischen Source und Drain ändert sich. Aufgrund des Vorhandenseins einer isolierenden Oxidschicht zwischen Gate und Halbleiter fließt kein Strom durch das Gate; dies im Gegensatz zu den Bipolartransistorwo Strom durch die Basis fließt. Der MOSFET wird verwendet in Elektronik wenn ein hoch Eingangsimpedanz erforderlich.

Geschichte

Das Grundprinzip des MOSFET, ursprünglich IGFET genannt, wurde erstmals patentiert von Julius Edgar Lilienfeld 1925. Diese Idee wurde zehn Jahre später, 1935, von O. Heil (England) unabhängig vorgeschlagen. Aufgrund unzureichender Materialkenntnisse und des damaligen Standes der Technik war es lange Zeit nicht möglich, diese Idee in die Tat umzusetzen. Es dauerte bis Anfang der 1970er Jahre, bis der MOSFET wirklich durchstarten konnte. Die ersten MOS-Schaltungen waren vom PMOS-Typ und wurden in Anwendungen wie Computergeräten verwendet. Es folgte eine zweite Phase der Revolution, die von der ersten eingeleitet wurde IntelMikroprozessoren 1972 (4004) und 1974 (8080). Diese Prozessoren wurden in NMOS implementiert, weil damit eine höhere Geschwindigkeit erreicht werden konnte. Ungefähr zur gleichen Zeit, im Jahr 1970, wurden die ersten MOS-Speicher mit einer beispiellosen Größe (4 kbit pro Chip) gebaut.

Typen

Es gibt verschiedene Arten von MOSFETs. Die am häufigsten verwendeten sind die Erweiterung- und Erschöpfung-MOSFETs. Es gibt auch einige spezielle Leistungs-MOSFETs: Querschnitt E-MOSFET, seitlicher doppelt diffundierter MOSFET, V-MOSFET, T-MOSFET usw.

Erweiterungstyp

Eine positive Spannung am Gate induziert a NeinKanal unter dem Oxid

Der E-Mosfet funktioniert nur im Verbesserungsmodus (Anreicherungsmodus). Im passiven Zustand ist der FET gesperrt. Wenn an das Gate eine Spannung angelegt wird, wird ein Kanal erzeugt. Diese Spannung hängt vom verwendeten Kanaltyp ab (die Spannung am Gate muss bei einem Anreicherungstyp immer positiv sein, damit es leitet). Der Typ (N, P-Kanal) gibt an, wie der Strom fließt, wenn er leitend ist. Von Drain zu Source für einen P-Kanal oder von Source zu Drain für einen N-Kanal.

• n-leitender Kanal – Dieser MOSFET-Typ enthält positiv dotiertes Silizium, das eine Barriereschicht bildet, und negativ dotiertes Silizium an Drain und Source. Um diesen Typ leitend zu machen, muss eine positive Spannung an das Gate angelegt werden. Dadurch werden die positiven Partikel abgestoßen und negative Partikel vom negativ dotierten Silizium angezogen. Dadurch entsteht ein Kanal.
• p-leitender Kanal (z. B. der EOSFETs in einem Neurochip) – Dieser MOSFET-Typ enthält negativ dotiertes Silizium, das eine Barriereschicht bildet. An Drain und Source liegt positiv dotiertes Silizium vor. Um diesen Typ leitend zu machen, muss eine negative Spannung an das Gate angelegt werden. Dies stößt die negativen Partikel ab und zieht positive Partikel vom positiv dotierten Silizium an. Dadurch entsteht ein Kanal.

Erschöpfungstyp

Der D-MOSFET arbeitet im Erschöpfungsmodus (Erschöpfungsmodus). Im passiven Zustand ist bereits ein Kanal vorhanden. Je nach Vorzeichen der Drainspannung wird der Kanal breiter oder schmaler. Die Spannung am Gate muss immer negativ sein, damit es leitend wird. Der Typ gibt an, wie der Strom fließt. Von Drain zu Source für einen P-Kanal und von Source zu Drain für einen N-Kanal.

• n-Typ-Leitungskanal – Der n-Typ-MOSFET verfügt bereits über einen N-Kanal. Wenn wir hier eine positivere Spannung anlegen als an der Quelle, dehnt sich der Kanal aus. Wenn wir eine negativere Spannung anlegen, blockiert der MOSFET.
• Leitungskanal vom p-Typ – Ein MOSFET vom p-Typ hat im neutralen Zustand einen p-Kanal. Wenn wir hier eine negativere Spannung anlegen als an der Quelle, wird der Kanal größer. Wenn wir eine positivere Spannung anlegen, blockiert der MOSFET.

Leistungs-MOSFET

• Querschnitt E-MOSFET
• Seitlich doppelt diffundiert MOSFET – Diese Art von E-MOSFET wird hauptsächlich in Hochleistungsanwendungen verwendet. Dafür wurde der Abstand zwischen Drain und Source verringert. Je kleiner der Kanal ist, desto geringer ist der Widerstand, der höhere Ströme durchlässt.
• V-MOSFET – Der Name des V-MOSFET kommt von der V-Nut in der Konstruktion. Dadurch wird sichergestellt, dass die elektrische Leistung durch einen kürzeren und breiteren Kanal zwischen Drain und Source höher ist. Außerdem ist das Wortt Frequenzgang besser.
• T-MOSFET – Dies ist ähnlich dem V-MOSFET. Das Gate ist von der Source umgeben, was den Widerstand verringert.
• Doppeltor MOSFET – Dieser Typ kann ein angereicherter oder verarmender MOSFET sein, aber der Hauptunterschied besteht darin, dass er zwei Gates hat. Dies verringert den Kapazitätswert des MOSFET. Dieser Typ wird hauptsächlich in Hochfrequenz-HF-Verstärkern verwendet.

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