Schaltungstechnik

6.1 Eigenschaften von Feldeffekttransistoren 371
Die Ladungsträgerbeweglichkeit im n-Gebiet n unterscheidet sich beträchtlich
von der im p-Gebiet. Es gilt in etwa n 25 p. Insofern ist bei gleicher
Geometrie der N-Kanal Transistor deutlich stromergiebiger als der P-Kanal Transistor.
S
UGS G D UDS Enhanced
Gate
Kanal
Oxid
n +
Depletion
Zone
B
p -
Bild 6.1-15: Idealisierter prinzipieller Aufbau des N-Kanal MOS-FET mit einem abgeschnürten
N-Kanal – „Inversionskanal“ unterhalb des Gate
Anders als bei Sperrschicht-Feldeffekttransistoren sind bei MOSFET selbstsperrende
Typen (Anreicherungstypen = Enhancementtype) möglich. In diesem Fall ist
ohne Anlegen einer Gate-Spannung der Transistor gesperrt. Erst mit Anlegen einer
hinreichend großen Gate-Spannung bildet sich über die Inversionsschicht ein leitfähiger
Kanal aus, dessen Leitfähigkeit wiederum über die Raumladungszonen
gesteuert werden kann. Das Symbol und die physikalische Ersatzanordnung eines
N-Kanal bzw. P-Kanal MOSFET zeigt das Bild 6.1-16. Der Substratanschluss
(Bulkanschluss) wird bei der symbolischen Darstellung oft zur besseren Lesbarkeit
weggelassen, da in vielen Anwendungen der Substratanschluss global festliegt.
Häufig unterscheidet sich das Symbol für den Anreicherungstyp von dem des Verarmungstyps
dadurch, dass beim Anreicherungstyp die Symbollinie zwischen
Source und Drain unterbrochen ist, beim Verarmungstyp aber durchgezogen wird.
Im Weiteren wird für den Anreicherungstyp und den Verarmungstyp dasselbe Symbol
(mit unterbrochener Linie) verwendet. Es muss die Steuerspannung U GS so
gewählt werden, dass die Schwellspannung überschritten wird, um einen Stromfluss
zu bewirken. Die Schwellspannung lässt sich durch die Bulk-Source-Spannung
U BS beeinflussen. Bei U BS = 0 ist die Schwellspannung gleich dem Parameter
VTO. Prinzipiell muss das Bulk-Potenzial so liegen, dass der pn-Übergang zwischen
Source und Bulk und der pn-Übergang zwischen Drain und Bulk gesperrt ist.
Beim N-Kanal MOSFET sollte das Bulk-Potenzial möglichst niedrig liegen, beim
P-Kanal MOSFET möglichst hoch liegen.
U SB
n +