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Feldeffekttransistor


Feldeffekttransistoren oder (kurz FET) sind in vielen heutigen Geräten enthalten. Im Gegensatz zu normalen Transistoren reicht es, wenn bei ihnen eine Spannung anliegt. Mit Feldeffekttransistoren habe ich bis jetzt allerdings kaum etwas gemacht. Nur die Grundlagen habe ich mir dazu angesehen, wovon das wichtigste hier kurz zusammengestellt ist.



Eigenschaften und Verwendung

Feldeffekttransistoren, auch FET genannt, gehören zu den unipolaren Transistoren. Sie werden im Gegensatz zu normalen Transistoren nicht mit Strömen, sondern mit einer Spannung gesteuert.

Auch der FET hat wie der normale Transistor drei Anschlüsse, die aber anders heißen: Gate (G), Source (S) und Drain (D). Der FET wird gesteuert, indem an seinem Gateanschluß eine Spannung gelegt wird.

Man unterscheidet zwei grundlegende Typen von Feldeffekttransistoren:

Die Anreicherungs-Typen steuern durch, sobald am Gate eine Spannung anliegt. Sie sind selbstsperrend d. h. bei einer Gatespannung von Null fließt kein Drainstrom.

Die Verarmungstypen, auch Sperrschicht-FET genannt, sperren dagegen, wenn am Gate eine Spannung anliegt. Sie sind selbstleitend d. h. bei einer Gatespannung von Null fließt bereits ein Drainstrom.

Weiterhin unterscheidet man bei den Feldeffekttransistoren die Art der Ansteuerung am Gate:

fetn.gif fetn2.gif N-Kanal = Gate wird mit negativer Spannung angesteuert.
fetp.gif fetp2.gif P-Kanal = Gate wird mit positiver Spannung angesteuert.

Das linke Schaltsymbol ist das alte, das rechte das neue.



Funktion des FET

Wird eine Spannung zwischen den Drain- und den Sourceanschluß gelegt, so fließt ein Strom vom Drain- zum Sourceanschluß. Wie hoch dieser Strom ist hängt von der Kanalbreite ab, die wiederum von der Höhe der angelegten Spannung am Gateanschluß sowie dem FET-Typ abhängt. Der Steuerstrom vom Gate zum Source ist vernachlässigbar gering. Feldeffekttransistoren haben weiterhin einen extrem hohen Eingangswiderstand. Er liegt im Gigaohmbereich!

Ein Standardtyp ist der BF 256. Es ist ein N-Kanal FET, der mit negativer Spannung am Gate angesteuert wird. Die unten gezeigte Schaltung verdeutlicht das Funktionsprinzip. Wir müssen hier aber unbedingt einen BF 256 C benutzten!


fet1.gif

Eine einfache Schaltung mit einem N-Kanal FET


Nach dem Anlegen der Betriebsspannung leuchtet die LED. Dreht man am Poti, kann man die Drain-Source-Strecke mehr oder weniger öffnen. Es gibt aber einen Unterschied zum normalen Transistor: Auch wenn der BF 256 voll durchgesteuert ist, fließt nur ein bestimmter Maximalstrom vom Drain zum Source. Er beträgt beim BF 256 C etwa 18 mA. Daher kann die LED hier ohne Vorwiderstand angeschlossen werden! Andere Typen haben andere Maximalströme, weshalb es auch so wichtig ist für diese Schaltung den BF 256 C zu benutzen!

Weil der BF 256 ein N-Kanal Sperrschicht-FET ist, braucht man eine negative Spannung, damit er vollständig sperrt. Die LED läßt sich mit dem Poti daher nicht vollständig dunkel regeln.

Weiterhin läßt sich mit einem N-Kanal FET auch eine Konstantstromquelle aufbauen, wie sie das folgende Schaltbild zeigt:


fet2.gif

Eine Konstantstromquelle mit einem N-Kanal FET


Bei dieser Schaltung ist der Gate mit dem Source verbunden. Steigt der Strom auf der Drain-Source-Strecke an, so wird auch die Spannung höher. Die höhere Spannung gelangt gleichzeitig auch zum Gate, womit der FET wieder mehr sperrt. Der Strom pendelt sich auf einen bestimmten Wert ein, den man mit dem Poti P1 verändern kann.


Bitte beachten Sie unbedingt die Warnhinweise!

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