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| Autor |
  Fragen zum MOSFET |
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Wirkungsquantum
Wenig Aktiv 
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Mitteilungen: 812
 |  Themenstart: 2018-11-24
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Hallo,
ich hab ein paar Fragen zum n-Kanal MOSFET (wie in der folgenden Abbildung):
https://matheplanet.de/matheplanet/nuke/html/uploads/b/42471_MOSFET.png
1. Wieso ist beim Gate Polysilizium eingebaut?
2. Dient das Siliciumdioxid beim Gate als Dielektrikum für einen Kondensator mit dem Bulk?
3. Wieso ist das p dotierte Silicium weniger stark dotiert, wie das n-dotierte? Hat es mit der Größe der Dotierten Bereiche zu tun?
4. Sehe ich richtig das man im Prinzip einen Kondensator hat, dessen eine Plate das Gate und dessen andere Bulk ist?
Die Fragen haben sich im Laufe der Zeit angehäuft.
Danke im Voraus.
Grüße,
h
Edit: die Frage steht parallel noch in einen anderen Forum, weil ich mir nicht sicher ob zu welchem Forum die frage zuzuordnen ist.
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 | Beitrag No.1, eingetragen 2018-11-25
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Moin
\quoteon(2018-11-24 17:06 - Wirkungsquantum im Themenstart)
1. Wieso ist beim Gate Polysilizium eingebaut?
\quoteoff
Polysilizium lässt sich besser auf SiO2 wachsen, so dass unerwünschte Grenzschichteffekte reduziert werden. Ich bin nicht mehr ganz so fit in dem aktuellen Elektronik-/IC-Segment. Soweit ich aber noch weiß, wird mittlweile eher auf Polysilizium verzichtet, weil dies dann zu einem verlässlicheren Verhalten führt (siehe hier).
\quoteon(2018-11-24 17:06 - Wirkungsquantum im Themenstart)
2. Dient das Siliciumdioxid beim Gate als Dielektrikum für einen Kondensator mit dem Bulk?
\quoteoff
Es dient in erster Linie als elektrischer Isolator zwischen Gate-Elektrode und dem Bulkmaterial, um einen leitenden Kanal zu ermöglichen. In zweiter Linie bildet sich in der Tat ein Kondensator zwischen Gate und Bulk mit dem SiO2 als Dielektrikum. Um kurze Schlatzeiten (hohe Schaltfrequenzen) zu erreichen, möchte man diese Kapazität natürlich möglichst gering halten.
\quoteon(2018-11-24 17:06 - Wirkungsquantum im Themenstart)
3. Wieso ist das p dotierte Silicium weniger stark dotiert, wie das n-dotierte? Hat es mit der Größe der Dotierten Bereiche zu tun?
\quoteoff
Es gibt viele Aspekte, die beim Design eine Rolle spielen. Ein Grund für die höhere Dotierung von Source und Drain ist eine bessere Leitfähigkeit hin zu den Metallkontakten.
\quoteon(2018-11-24 17:06 - Wirkungsquantum im Themenstart)
4. Sehe ich richtig das man im Prinzip einen Kondensator hat, dessen eine Plate das Gate und dessen andere Bulk ist?
\quoteoff
Ja, wie oben bereits angedeutet. Beim MOSFET ist dies aber eher ein störender Faktor. Eine Diode (einfacher pn-Übergang) eignet sich da besser als spannungsgestuerter Kondensator, da über die Sperrspannung die Dicke der Verarmungszone und damit die Kapazität gezielter eingestellt werden kann.
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Wirkungsquantum
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| Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2018-11-28
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Hallo,
danke erstmal für die Antwort.
\quoteon(2018-11-25 16:31 - Berufspenner in Beitrag No. 1)
Polysilizium lässt sich besser auf SiO2 wachsen, so dass unerwünschte Grenzschichteffekte reduziert werden. Ich bin nicht mehr ganz so fit in dem aktuellen Elektronik-/IC-Segment. Soweit ich aber noch weiß, wird mittlweile eher auf Polysilizium verzichtet, weil dies dann zu einem verlässlicheren Verhalten führt (siehe hier).
\quoteoff
Ach so verstehe.
\quoteon(2018-11-25 16:31 - Berufspenner in Beitrag No. 1)
Es dient in erster Linie als elektrischer Isolator zwischen Gate-Elektrode und dem Bulkmaterial, um einen leitenden Kanal zu ermöglichen. In zweiter Linie bildet sich in der Tat ein Kondensator zwischen Gate und Bulk mit dem SiO2 als Dielektrikum. Um kurze Schlatzeiten (hohe Schaltfrequenzen) zu erreichen, möchte man diese Kapazität natürlich möglichst gering halten.
\quoteoff
Oh ach so, alles klar.
\quoteon(2018-11-25 16:31 - Berufspenner in Beitrag No. 1)
Es gibt viele Aspekte, die beim Design eine Rolle spielen. Ein Grund für die höhere Dotierung von Source und Drain ist eine bessere Leitfähigkeit hin zu den Metallkontakten.
\quoteoff
Ach so, verstehe.
\quoteon(2018-11-25 16:31 - Berufspenner in Beitrag No. 1)
Ja, wie oben bereits angedeutet. Beim MOSFET ist dies aber eher ein störender Faktor. Eine Diode (einfacher pn-Übergang) eignet sich da besser als spannungsgestuerter Kondensator, da über die Sperrspannung die Dicke der Verarmungszone und damit die Kapazität gezielter eingestellt werden kann.
\quoteoff
Oh dann hab ich wohl immer in die falsche Richtung gedacht. Ich dachte immer die Kondensatoreingeschaft ist genau das, was man will.
Grüße,
h
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Wohnort: Hamburg, z.Zt. Hannover
| Beitrag No.3, eingetragen 2018-12-02
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\quoteon(2018-11-28 10:06 - Wirkungsquantum in Beitrag No. 2)
\quoteon(2018-11-25 16:31 - Berufspenner in Beitrag No. 1)
Ja, wie oben bereits angedeutet. Beim MOSFET ist dies aber eher ein störender Faktor. Eine Diode (einfacher pn-Übergang) eignet sich da besser als spannungsgestuerter Kondensator, da über die Sperrspannung die Dicke der Verarmungszone und damit die Kapazität gezielter eingestellt werden kann.
\quoteoff
Oh dann hab ich wohl immer in die falsche Richtung gedacht. Ich dachte immer die Kondensatoreingeschaft ist genau das, was man will.
\quoteoff
Wir haben hier jetzt den MOSFET rein als spannungsgesteuerten Schalter betrachtet. Es gibt darüber hinaus aber natürlich aber noch ganz andere Arten von Bauteilen, die auf dem MOSFET Prinzip oder einer gewissen Abwandlung basieren. Schau dir dazu im Detail noch mal Bildsensoren wie CCD oder Active Pixel Sensor ("CMOS Sensor") an.
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Wirkungsquantum
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| Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2018-12-09
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Alles klar, dann schau ich mir das mal an.
Danke für die Hilfe :-)
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Wirkungsquantum hat die Antworten auf ihre/seine Frage gesehen.
Wirkungsquantum hat selbst das Ok-Häkchen gesetzt. |
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