MOSFET

Der MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) ist eine Variante der Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekttransistoren, wobei als Isolator ein Oxid (meist Siliziumdioxid) zum Einsatz kommt.

Funktionsweise

Der MOSFET arbeitet wie ein spannungsgesteuerter Widerstand. Er besitzt drei Anschlüsse: G (Gate), D (Drain), S (Source). Bei einigen Bauformen wird ein zusätzlicher Anschluss B (Bulk, Substrat) nach außen geführt. Meistens ist das Bulk jedoch intern mit dem Source verbunden. Mit MOSFETs, die einen separaten Bulkanschluss besitzen, lassen sich zwischen Source und Drain kleinere Wechselspannungen steuern und schalten, wenn der Substratanschluss – im Falle von n-Kanal-MOSFET – negativer als die Wechselspannung gehalten wird. Der Schlüssel zum Verständnis der MOS-Struktur liegt in der Entstehung eines leitenden Kanals unter dem Gate. Dieser Kanal stellt eine leitende Verbindung zwischen den Anschlüssen Drain und Source her.

Schaltzeichen

	n-Kanal	p-Kanal
normal leitend
normal sperrend

Ersatzschaltbild

$C_{GS}\;$: Gate-Source-Kapazität $C_{DS}\;$: Drain-Source-Kapazität $C_{GD}\;$: Gate-Drain-Kapazität $R_{G}\;$: interner Gatewiderstand $R_{D}\;$: Drainwiderstand $R_{W}\;$: lateraler Widerstand der p-Wanne

Eigenschaften

• Leistungsarme Spannungssteuerung
• Kurze Schaltzeiten von ca. 100ns
• Kennlinie beginnt im Nullpunkt und weißt keine Schleusenspannung auf
• Geringe Spannungsabfälle
• In rückwärtsrichtung nicht sperrfähig (inverse Diode)

Anwendungen

• Leistungsanwendungen
• Schalten von Spannungen bis ca. 800 V
• Schalten von Strömen bis zu mehreren 100 A
• Schaltnetzteile
• Synchrongleichrichter
• Getaktete Strom- und Spannungsregler
• Starke Hochfrequenzsender

Siehe auch

• Dioden
• Bipolare Transistoren
• Thyristor
• GTO
• IGCT
• IGBT