Ein MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) ist ein Halbleiterbauelement. Ein MOSFET wird am häufigsten im Bereich der Leistungselektronik verwendet. Ein Halbleiter besteht aus einem hergestellten Material, das weder wie ein Isolator noch wie ein Leiter wirkt. Ein Isolator ist ein natürliches Material, das keinen Strom leitet, wie beispielsweise ein trockenes Stück Holz. Ein Leiter ist ein natürliches Material, das Elektrizität leitet oder leitet. Metalle sind die häufigsten Beispiele für Leiter. Halbleitermaterial, aus dem Bauelemente wie ein MOSFET hergestellt werden, weist sowohl isolierungsähnliche Eigenschaften als auch leitungsähnliche Eigenschaften auf. Am wichtigsten ist, dass Halbleiter so ausgelegt sind, dass die Leitungs- oder Isolationseigenschaften gesteuert werden können.
Der Transistor ist vielleicht das bekannteste Halbleiterbauelement. Frühe Transistoren verwenden eine Technologie, die als bipolares Material bezeichnet wird. Reines Silizium kann gerakelt oder „korrumpiert“ werden – ein Vorgang, der als „Dotierung“ bezeichnet wird. Es ist möglich, entweder ein Material vom p-Typ (positiv) oder ein Material vom n-Typ (negativ) herzustellen, abhängig vom Material, das verwendet wird, um das reine Silizium zu „dotieren“ oder zu beschädigen. Wenn Sie Material vom Typ p und Material vom Typ n kombinieren, haben Sie ein bipolares Gerät. Der Transistor ist ein grundlegendes Beispiel für ein bipolares Bauelement. Der Transistor hat drei Anschlüsse, den Kollektor, den Emitter und die Basis. Der Strom in der Basisklemme wird verwendet, um den Stromfluss zwischen Emitter und Kollektor zu steuern.
Die MOSFET-Technologie ist eine Weiterentwicklung der bipolaren Technologie. Sowohl n- als auch p-Typ-Material wird weiterhin verwendet, jedoch werden Metalloxid-Isolatoren hinzugefügt, um einige Leistungsverbesserungen bereitzustellen. Es gibt immer noch typischerweise nur drei Anschlüsse, aber sie haben jetzt die folgenden Namen: Source, Drain und Gate. Der Feldeffektteil des Namens bezieht sich auf die Methode, die verwendet wird, um den Elektronen- oder Stromfluss durch das Gerät zu steuern. Der Strom ist proportional zu dem zwischen Gate und Drain aufgebauten elektrischen Feld.
Eine weitere sehr bedeutende Verbesserung gegenüber der bipolaren Technologie besteht darin, dass ein MOSFET einen positiven Temperaturkoeffizienten hat. Dies bedeutet, dass mit steigender Temperatur des Geräts seine Tendenz, Strom zu leiten, abnimmt. Diese Funktion ermöglicht es dem Designer, sie einfach parallel zu verwenden, um die Kapazität des Systems zu erhöhen. Eine bipolare Vorrichtung hat den gegenteiligen Effekt.
Bei der MOSFET-Technologie teilen sich parallel geschaltete Geräte natürlich den Strom. Wenn ein Gerät versucht, mehr als seinen Anteil zu leiten, erwärmt es sich und die Tendenz, Strom zu leiten, nimmt ab, wodurch der Strom durch das Gerät abnimmt, bis alle Geräte wieder gleichmäßig teilen.
Parallel geschaltete bipolare Geräte hingegen erhöhen die Temperatur, wenn ein Gerät mehr Strom leitet. Dies bedeutet, dass mehr Strom zu diesem Gerät geschaltet wird, was zu einer weiteren Temperaturerhöhung und einer weiteren Erhöhung des Stroms führt. Dies ist ein außer Kontrolle geratener Zustand, der das Gerät schnell zerstört. Aus diesem Grund ist es viel schwieriger, bipolare Bauelemente parallel zu schalten und der Grund, warum MOSFET-Bauelemente heute die beliebtesten Leistungshalbleitertransistoren sind.