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<!DOCTYPE html>

<title>Metall-Halbleiter-Feldeffekttransistor</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Metall-Halbleiter-Feldeffekttransistor</span></h1>

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<p>Der <b>Metall-Halbleiter-Feldeffekttransistor</b> (<span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a></span> <span lang="en-Latn" style="font-style:italic"><b>metal semiconductor field effect transistor</b></span>, MeSFET) ist ein zur Gruppe der Sperrschicht-<a href="Feldeffekttransistor" title="Feldeffekttransistor">Feldeffekttransistoren</a> (<a href="Junction_Field_Effect_Transistor" class="mw-redirect" title="Junction Field Effect Transistor">JFET</a>) gehörendes elektronisches <a href="Halbleiterbauelement" class="mw-redirect" title="Halbleiterbauelement">Halbleiterbauelement</a>. Im Aufbau ähnelt er einem n-Kanal-JFET, jedoch tritt an die Stelle des p-dotierten Gates ein Gate aus Metall. Dadurch bildet sich anstatt eines <a href="P-n-%C3%9Cbergang" title="P-n-Übergang">p-n-Übergangs</a> ein gleichrichtender <a href="Metall-Halbleiter-%C3%9Cbergang" class="mw-redirect" title="Metall-Halbleiter-Übergang">Metall-Halbleiter-Übergang</a> (<a href="Schottky-%C3%9Cbergang" class="mw-redirect" title="Schottky-Übergang">Schottky-Übergang</a>) aus, denn das Metall des Gates berührt nun direkt das Halbleitermaterial.

</p><p>Durch den sehr ähnlichen Aufbau und Funktionsweise besitzt der MeSFET nahezu dieselben Eigenschaften eines n-Kanal-JFETs:

</p>

<ul><li>wie alle JFETs sind MeSFETs in der Regel selbstleitend (engl. <span lang="en">normally-on</span>), d. h., bei einer Steuerspannung von <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle U_{\mathrm {GS} }=0~\mathrm {V} }">

<msub>

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle U_{\mathrm {GS} }=0~\mathrm {V} }</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/78b18aca5e5b36706665f65d0aaef38a30f66a92.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:10.608ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle U_{\mathrm {GS} }=0~\mathrm {V} }" loading="lazy"></span> fließt ein Drainstrom.</li>

<li>Die Steuerung erfolgt durch eine negative Steuerspannung <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle U_{\mathrm {GS} }}">

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/be8aa06d652ccda3696b11afb358395003def927.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:4.024ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle U_{\mathrm {GS} }}" loading="lazy"></span>, durch sie verbreitert sich die Raumladungszone des Schottky-Übergangs, was bei der Schwellspannung <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle U_{\mathrm {th} }}">

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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle U_{\mathrm {th} }}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/24e06ae54bfbe4fd5d7d7c4f6f75558d018053e2.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:3.373ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle U_{\mathrm {th} }}" loading="lazy"></span> zur Abschnürung des leitfähigen Kanals führt, der MeSFET ist nun gesperrt. Bei <a href="Silizium" class="mw-redirect" title="Silizium">Silizium</a>-MeSFETs wären das etwa 0,3 V. Wird hingegen <a href="Galliumarsenid" title="Galliumarsenid">GaAs</a> als Halbleiterwerkstoff verwendet liegt die mögliche Spannung bei ca. 0,7 V.</li></ul>

<p>Vorteil des MeSFET ist, dass durch den angrenzenden Schottky-Übergang die <a href="Ladungstr%C3%A4gerbeweglichkeit" class="mw-redirect" title="Ladungsträgerbeweglichkeit">Ladungsträgerbeweglichkeit</a> im Kanal ungefähr doppelt so groß ist wie bei <a href="MOSFET" class="mw-redirect" title="MOSFET">MOSFETs</a>. Dadurch sind größere Ströme bei gleichen Abmessungen sowie höhere Arbeitsfrequenzen möglich.

Außerdem ist im Gegensatz zum JFET eine selbstsperrende (engl. <span lang="en">normally-off</span>) Variante konstruierbar, bei welcher das Gate in das Substrat eingelassen ist.

</p><p>Anwendung finden MeSFETs (vor allem GaAs-MESFETs) als <a href="Mikrowellen" title="Mikrowellen">Mikrowellentransistoren</a> in Hochfrequenzverstärkern. Außerdem werden sie in sehr schnellen <a href="Logikschaltung" title="Logikschaltung">Logikschaltungen</a> (Gigabitlogik) eingesetzt.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Ibrahim M. Abdel-Motaleb, William C. Rutherford, Lawrence Young: <i>GaAs inverted common drain logic (ICDL) and its performance compared with other GaAs logic families.</i> In: <i>Solid-State Electronics.</i> 30, Nr. 4, 1987, S. 403–414, <a href="https://doi.org/10.1016/0038-1101(87)90169-9" class="extiw external" title="doi:10.1016/0038-1101(87)90169-9">doi:10.1016/0038-1101(87)90169-9</a>.</li></ul></div><div><div class="zim-footer">

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