Was ist ein Transistor-Drain?
Ein Transistor-Drain ist Teil eines Feldeffekttransistors, der üblicherweise als FET bezeichnet wird, und entspricht dem Emitter eines Standard-Halbleitertransistors. Ein FET hat vier Grundkomponenten und entsprechende Anschlüsse, die als Gate, Source, Body und Drain bezeichnet werden. Wenn am Gate und am Körper des FET eine Steuerspannung anliegt, wandert jedes an der Source anliegende elektrische Signal von der Source zum Transistor-Drain und aus dem Drain-Anschluss. Somit kann sich ein Transistor-Drain entweder auf die Ausgangskomponente eines Feldeffekttransistors oder auf den Anschluss beziehen, der die Komponente mit einer anderen Schaltung verbindet.
Während Feldeffekttransistoren Funktionen ausführen, die denen von Standard-Sperrschichttransistoren ähneln, ist die Art und Weise, in der sie diese Funktionen ausführen, sehr unterschiedlich. Ein normaler Transistor besteht aus drei Materialstücken, die eine wechselnde statische Ladung tragen, entweder positiv-negativ-positiv, PNP genannt, oder negativ-positiv-negativ, NPN genannt. Diese Teile, Kollektor, Emitter und Basis genannt, sind miteinander verschmolzen, wodurch im Wesentlichen eine Diode mit entweder zwei Anoden oder zwei Kathoden entsteht.
Wenn am Kollektor des Transistors ein elektrisches Signal anliegt und an der Basis keine Spannung anliegt, wird der Transistor als ausgeschaltet bezeichnet und leitet kein elektrisches Signal. Sollte dann Spannung in die Basis des Transistors gelangen, ändert dies die elektrische Ladung der Basis. Diese Ladungsänderung schaltet den Transistor ein und das Kollektorsignal wird durch den Transistor und aus seinem Emitter heraus geleitet, um von anderen elektronischen Schaltungen verwendet zu werden.
Feldeffekttransistoren arbeiten nach einem völlig anderen Prinzip. Ein FET besteht aus vier Materialstücken mit jeweils einem Anschluss, der als Source, Gate, Drain und Body bezeichnet wird. Von diesen vier sind nur Source, Drain und Körper statisch aufgeladen. Entweder ist diese Ladung in Source und Drain negativ, was als n-Kanal-FET bezeichnet wird, oder sie ist in beiden positiv, was als p-Kanal-FET bezeichnet wird. In jedem Fall trägt der FET-Körper eine Ladung entgegengesetzt zu Source und Drain.
Diese vier Teile werden dann in einer Reihenfolge zusammengesetzt, die sich auch von Standardtransistoren unterscheidet. Die Source und Drain werden an beiden Enden des Körpers verschmolzen. Das Gate wird dann mit Source und Drain verschmolzen und überbrückt diese, kommt aber nicht in direkten Kontakt mit dem Körper des Transistors. Stattdessen wird das Tor parallel und in einem bestimmten Abstand vom Körper angeordnet.
Wenn der FET ein n-Kanal-Bauelement ist, schaltet entweder keine Spannung oder eine negative Spannung zwischen Source und Drain den FET in den Aus-Zustand und leitet kein Signal zwischen Source und Drain. Wenn der Körper des FET geladen ist, wird er durch Anlegen einer positiven Spannung am Gate des FET eingeschaltet. Die Ladung des Gates beginnt, Elektronen aus dem Körper des FET zu ziehen, wodurch im Wesentlichen ein Feld erzeugt wird, das als leitender Kanal bezeichnet wird.
Wenn die Spannung am Gate stark genug ist, ein Punkt, der als seine Schwellenspannung bezeichnet wird, kann sich der leitende Kanal vollständig ausbilden. Sobald sich der leitende Kanal vollständig gebildet hat, kann die Spannung an der Source des FET sein Signal durch den leitenden Kanal zum Transistor-Drain und aus diesem heraus leiten. Wenn die Spannung am Gate dann unter ihren Schwellenwert abgesenkt wird, bricht das Feld über dem Gate und dem Körper des FET sofort zusammen, nimmt den leitenden Kanal mit und bringt den FET in einen Aus-Zustand zurück.
FETs reagieren sehr empfindlich auf ihre Gate-Schwellenspannungen. Wenn Sie eine Gate-Spannung verwenden, die nur geringfügig höher als erforderlich ist, und diese dann nur geringfügig absenken, wird der FET sehr schnell ein- und ausgeschaltet. Infolgedessen kann ein Variieren der Gate-Spannung nur geringfügig bei einer sehr hohen Frequenz den FET mit viel schnelleren Geschwindigkeiten und mit viel kleineren Spannungen ein- und ausschalten, als dies mit einem Standardtransistor möglich ist. Die Geschwindigkeiten, mit denen FETs schalten können, machen sie zu idealen Transistoren für digitale Hochgeschwindigkeitsschaltungen. Sie werden häufig in Geräten wie digitalen integrierten Schaltkreisen und Mikroprozessoren verwendet und sind der Transistor der Wahl für den Einsatz in modernen Computer-CPUs.