Was ist ein FET (Field

Ein Feldeffekttransistor (FET) ist ein Transistortyp, der ein elektrisches Feld verwendet, um den Stromfluss durch einen Halbleiterkanal zu steuern. FETs werden aufgrund ihrer hohen Eingangsimpedanz, niedrigen Ausgangsimpedanz und hohen Verstärkung häufig in elektronischen Schaltkreisen verwendet.

FETs haben drei Anschlüsse: die Source (S), den Drain (D) und das Gate (G). Wenn wir eine Spannung an das Gate anlegen, entsteht ein elektrisches Feld, das die Ladungsträger (Elektronen oder Löcher) im Kanalbereich entweder anzieht oder abstößt. Ob die Ladungsträger angezogen oder abgestoßen werden, hängt von der Polarität der Spannung ab. Durch das Anlegen einer Spannung an das Gate des FET werden die Leitfähigkeit des Kanals und der Stromfluss zwischen den Source- und Drain-Anschlüssen gesteuert.

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Ein FET ist ein spannungsgesteuertes Gerät. Das bedeutet, dass sein Ausgangsstrom durch die Spannung gesteuert wird, die wir an seinen Gate-Anschluss anlegen.

FETs haben eine sehr hohe Eingangsimpedanz, was bedeutet, dass sie die Signalquelle nicht belasten und als Pufferverstärker verwendet werden können. Die Verwendung von FETs als Pufferverstärker kann dazu beitragen, Signalverzerrungen zu verhindern und die Gesamtqualität des Schaltkreisausgangs zu verbessern. Darüber hinaus sind FETs energieeffizient, was sie zu einer attraktiven Wahl für batteriebetriebene Geräte macht.

FETs sind unipolare Geräte, das heißt, sie verwenden nur eine Art Ladungsträger (Elektronen oder Löcher), um den Stromfluss zu steuern. Die Alternative zu einem unipolaren Gerät ist ein bipolares Gerät. Im Gegensatz zu einem unipolaren Gerät wie einem FET verwendet ein bipolares Gerät wie ein Bipolar Junction Transistor (BJT) sowohl Elektronen als auch Löcher, um den Stromfluss zu steuern. Bipolare Geräte haben eine hohe Stromverstärkung und können höhere Leistungspegel verarbeiten, wodurch sie für Leistungsverstärkungsanwendungen geeignet sind.

Source, Drain und Gate sind die drei Anschlüsse eines FET. Source und Drain sind mit dem Kanal verbunden, während das Gate den Stromfluss durch den Kanal steuert.

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Wir können die Leitfähigkeit des Kanals in einem FET durch die Spannung steuern, die wir an das Gate anlegen. Bei einem n-Kanal-FET zieht eine an das Gate angelegte positive Spannung Elektronen zum Kanal und erhöht dessen Leitfähigkeit. Bei einem p-Kanal-FET zieht eine an das Gate angelegte negative Spannung Löcher in den Kanal und erhöht dessen Leitfähigkeit.

Bei einem JFET besteht der Kanal aus einem Halbleitermaterial und der Kanal weist an jedem Ende zwei Bereiche auf. Diese werden als Source- und Drain-Anschlüsse bezeichnet. Das Gate ist ein PN-Übergang, der senkrecht zum Kanal gebildet wird. Der Gate-Anschluss ist in Sperrrichtung vorgespannt. Dadurch entsteht ein Verarmungsbereich, der die Breite des Kanals steuert. Wenn wir eine Spannung an das Gate anlegen, erweitert sich der Verarmungsbereich, wodurch die Kanalbreite und der durch ihn fließende Strom verringert werden.

Ähnlich wie bei JFETs besteht auch bei MOSFETs der Kanal aus einem Halbleitermaterial und weist an beiden Enden zwei Bereiche auf, die als Source- und Drain-Anschlüsse bezeichnet werden. Bei einem MOSFET ist das Gate jedoch durch eine dünne Isolierschicht, die typischerweise aus Siliziumdioxid besteht, vom Kanal getrennt. Sobald eine Spannung an das Gate angelegt wird, entsteht ein elektrisches Feld, das je nach Polarität der Spannung Ladungsträger im Kanal anzieht oder abstößt. Dieser Prozess steuert die Breite des Kanals und den Stromfluss zwischen den Source- und Drain-Anschlüssen.

MOSFETs können weiter in zwei Untertypen eingeteilt werden: Anreicherungsmodus- und Verarmungsmodus-MOSFETs.

Bei MOSFETs im Anreicherungsmodus ist der Kanal normalerweise ausgeschaltet und Sie müssen eine positive Spannung an das Gate anlegen, um es einzuschalten.

Bei MOSFETs im Verarmungsmodus ist der Kanal normalerweise eingeschaltet und Sie müssen eine negative Spannung an das Gate anlegen, um es auszuschalten.

FETs haben gegenüber anderen Transistortypen mehrere Vorteile, die sie in einer Vielzahl elektronischer Anwendungen beliebt machen.

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Trotz ihrer Vorteile haben FETs dennoch einige Nachteile, die wir beim Entwurf elektronischer Schaltungen berücksichtigen sollten.