FET (field effect transistor)

Der Feldeffekttransistor (FET) wurde bereits 1947 von den amerikanischen Physikern Bardeen und Shockley entwickelt. Feldeffekttransistoren unterscheiden sich wesentlich von den bipolaren Transistoren. Ihre drei Elektroden heißen Source, Drain und Gate. Die Source ist die Quelle für die Ladungsträger und entspricht dem Emitter eines Transistors, die Drain ist die Abflusselektrode und entspricht dem Kollektor und das Gate ist die Steuerelektrode und entspricht der Basis.

Feldeffekttransistoren steuern den Stromfluss zwischen der Source (S) und der Drain (D) mit dem elektrischen Feld, das vom Gate (G) erzeugt wird. Mit diesem Feld kann das Gate zwischen Source und Drain einen leitenden Kanal aufbauen. Dabei kann es sich um einen N- oder P-Kanal handeln.

Aufbau eines 
   MOSFET

Aufbau eines MOSFET

Bei Anlegen einer Gatespannung breitet sich das elektrische Feld in Abhängigkeit von der Polarität und der Größe der Steuerspannung in den Kanal aus und beeinflusst die Größe des Kanals und damit den Stromfluss. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von der Sperrschicht oder Raumladungszone.

Bei einer Gate-Spannung von 0 V fließt der maximale Strom, der Kanal ist am breitesten. Bei einem N-Kanal ist die Steuerspannung negativ und verringert mit steigendem Potenzial den Stromfluss, bis kein Strom mehr fließt.

Feldeffekt-Transistor: Kennlinien, Funktion und Schaltzeichen

Feldeffekt-Transistor: Kennlinien, Funktion und Schaltzeichen

Man unterscheidet zwischen Junction Field-Effect Transistoren (JFET), der zwischen dem Gate und dem Source-Drain-Kanal einen sperrenden Übergang hat, und dem Isolated Gate FET (IGFET), der eine isolierende Schicht zwischen Gate und dem Source-Drain-Kanal hat. Da diese in MOS-Technologie gefertigt wird, spricht man in diesem Zusammenhang von MOSFET. Bei dieser Technologie ist das Gate elektrisch über einen Isolator, nämlich eine Metalloxydschicht angeschlossen und hat eine extrem hohe Impedanz. Über das Gate fließt also kein Strom, die Steuerung erfolgt leistungslos. Neben diesen Technologien gibt es noch organische Feldeffekttransistoren (OFET), die aus Polymeren bestehen und das ferroelektrisch arbeitende FeFET, das sich für Speicherzellen eignet.

Mit dem FinFET und dem MuGFET (Multiple Gate FET) gibt es Varianten mit mehreren Gates, die den Ladungsträgerkanal umschließen, die weniger Energie benötigen, kleiner realisiert werden können und wesentlich kürzere Schaltzeiten haben. Sie eignen sich für Mikroprozessoren und SRAMs.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Feldeffekttransistor
Englisch: field effect transistor - FET
Veröffentlicht: 26.08.2012
Wörter: 347
Tags: #Aktive Bauelemente
Links: Elektrode, FeFET (ferroelectric field effect transistor), FinFET, IGFET (isolated gate FET), Impedanz
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