Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor

Was verbirgt sich in der Halbleiterelektronik und speziell auf dem Gebiet der Transistoren eigentlich unter dem langen Wort „Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor“. Zu aller erst sollte vielleicht angemerkt werden, dass der Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor in seiner ganzen Wortlänge selten genannt wird. Viel öfter ist die Bezeichnung „MOSFET“ zu finden. Diese Abkürzung hat sich bewährt und resultiert aus der englischen Sprache. Doch was kann man sich nun unter einem MOSFET vorstellen und wie funktioniert dieser individuelle Transistor genau?

Im Allgemeinen gehört der Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, wie sich schon am Namen erkennen lässt, zu den Feldeffekttransistoren (FETs). Die Feldeffekttransistoren stellen eine der beiden großen Hauptgruppen von Transistoren dar. Die andere Gruppe nennt man Bipolartransistoren. Da der MOSFET einen separaten, isolierten Elektroden-Anschluss (Gate-Anschluss) besitzt, wird er oft auch noch gesondert den IGFETs zugeordnet.
 

 

Wie bei nahezu allen Transistoren dieser Baugattung üblich, wird auch der Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor über eine elektrische Steuerspannung bzw. ein elektrisches Steuerpotential betrieben. Durch diese von außen stattfindende Beeinflussung des MOSFETs ist eine gezielte Steuerung des Stromflusses möglich. Dieser stellt sich dann vom Abfluss (Drain) zur Quelle (Source) ein. Im Grunde weist der Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor drei Elektroden bzw. Anschlüsse auf: Quelle, Abfluss und das Gate (Steuerelektrode). Es gibt auch einige, spezielle MOSFETs, die einen zusätzlichen, nach außen führenden Anschluss besitzen, der als Substrat bezeichnet wird. Im Schaltbetrieb kann man sich den Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor wie einen elektrisch spannungsgesteuerten Widerstand vorstellen. Er weist also grundsätzlich das gleiche Funktionsprinzip wie ein gängiger Feldeffekttransistor (FET) auf.

Bei der Entwicklung des MOSFETs ist die Idee an sich wesentlich älter als das erste realisierte Bauteil. Nach verschiedenen Forschungsarbeiten und angemeldeten Patenten rund um den Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor begann eine wirklich größere Herstellung dieser Bauelemente erst im Jahre 1960. Dies begründet sich auf die zu der Zeit stattfindenden, großen und maßgeblichen Fortschritte in der Halbleitermaterialentwicklung. Durch verschiedene Siliziumverbindungen war es von dort an möglich, einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor zu produzieren, der überzeugende Halbleiter-Isolator-Grenzflächen besaß. Heute stellt der MOSFET einen der meistverbauten und verwendeten Transistoren überhaupt dar. Wegen seiner sehr großen Integrationsdichte, bei simultan niedrigen Herstellungskosten, findet man diesen Transistor sehr oft in digitalen und analogen elektrischen Netzwerken bzw. Schaltungen.

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ROHM Semiconductor
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