12.11 : Feldeffekttransistor

Feldeffekttransistoren (FETs) sind integraler Bestandteil elektronischer Schaltkreise und zeichnen sich durch ihren Aufbau mit drei Anschlüssen aus: Gate, Drain und Source. Diese Transistoren arbeiten als unipolare Geräte, die entweder Elektronen oder Löcher als Ladungsträger verwenden, im Gegensatz zu bipolaren Transistoren, die beide Arten von Trägern verwenden. Die Hauptfunktion des FET besteht darin, den Fluss dieser Träger von der Quelle zum Drain durch einen Kanal zu modulieren. Die Spannungsdifferenz zwischen den Gate- und Source-Anschlüssen steuert direkt die Leitfähigkeit dieses Kanals.

FETs werden grob anhand der Struktur ihrer Gate-Dioden in Junction-FETs (JFETs), Metall-Halbleiter-FETs (MESFETs) und Metall-Oxid-Halbleiter-FETs (MOSFETs) kategorisiert. JFETs funktionieren, indem sie den Gate-Kanal-pn-Übergang erweitern, um die Kanalleitfähigkeit zu steuern, was sie aufgrund ihrer geringeren Eingangsimpedanz in analogen Schaltkreisen sehr effektiv macht. MESFETs, die Metall-Halbleiterdioden zur Gleichrichtung des Kontakts verwenden, werden in Mikrowellenanwendungen aufgrund ihrer robusten Hochfrequenzantwort und niedrigeren Herstellungstemperaturen bevorzugt. MOSFETs hingegen sind der am weitesten verbreitete Typ, bekannt für ihre hohe Eingangsimpedanz und häufige Anwendung in digitalen Schaltkreisen.

Jeder FET-Typ ist außerdem anhand des Halbleitermaterials des Kanals unterscheidbar und erfüllt spezifische technologische Anforderungen. FETs werden häufig in Verstärkern, Schaltern und Spannungsreglern verwendet. Zu ihren Designvorteilen gehören eine hohe Eingangsimpedanz, Kompaktheit, geringes Rauschen und ein geringerer Stromverbrauch, was sie in vielen Anwendungen gegenüber herkömmlichen Bipolartransistoren besonders vorteilhaft macht. Diese Eigenschaften unterstreichen die Vielseitigkeit und Nützlichkeit von FETs in einer Vielzahl elektronischer Komponenten und Systeme.