Das wichtigste aktive Bauelement in der heutigen Elektronik ist der MOSFET. Er kommt auch in 3D-Druckern zum Einsatz. Die Abkürzung MOSFET steht für Metall Oxid Semiconductor FeldEffekt Transistor. Semiconductor ist der englische Begriff für Halbleiter. Zum Patent angemeldet wurden sie bereits 1926 und 1934, produziert wurden die ersten im Jahr 1960.
Vom Grundsatz her hat der MOSFIT zwei Aufgaben – das Schalten oder das Verstärken elektrischer Ströme. In seinem Kern befindet sich ein spannungsgesteuerter Widerstand. Ist der Widerstand groß, fließt kein Strom mehr, macht man ihn klein, kann wesentlich mehr Strom fließen. Dabei wird ein Kanal, in dem die Ladungsträger fließen, entweder verkleinert oder vergrößert. Die kleinste Kanallänge kann hier bei 0,0001 mm liegen, was etwa einem Fünfzigstel Dicke eines menschlichen Haars entspricht. Weltweit wurden, mit Stand von 10/21, mittlerweile mehr als 100 Trilliarden MOSFETs produziert.
Jedes MOSFET besteht aus einem n- oder p-dotierten Grundsubstrat, in das zwei Zonen eingefügt werden, welche umgekehrt zum Substrat dotiert sind. Bei einem p-dotierten Grundsubstrat sind also die beiden Zonen n-dotiert. Jedes MOSFET ist mit einem Drain (D), Source (S) und Gate (G) Anschluss ausgestattet. Der Gate-Anschluss besteht aus Metall, welches vom Halbleiter durch eine Oxidschicht getrennt wird. Deshalb ist er vom Grundsubstrat isoliert.
Das MOSFET wird mit einer Spannung angesteuert und für den Stromfluss ist nur eine Art Ladungsträger verantwortlich, entweder Elektronen oder Löcher. Diese beiden Eigenschaften charakterisieren einen FeldEffekt Transistor. Durch die Spannung wird im Grundsubstrat ein elektrisches Feld erzeugt, welche für eine Bewegung und Rekombination des Ladungsträgers im Grundsubstrat sorgt. Dadurch wird ein Kanal gebildet und der MOSFET somit leitend.
Weiterführende Informationen
Eine umfangreichere Erklärung zum Aufbau von MOSFETs findest du beispielsweise auf diesen Seiten:
- https://de.wikipedia.org/wiki/Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor
- https://studyflix.de/elektrotechnik/mosfet-2537
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