Wie geht eigentlich Transistor? (Und MosFet)

Täglich benutzen wir Millionen von Ihnen. Sie übernehmen die wichtigsten Rechnungen der Menschheit, bestimmen über Aktienkurse und Transaktionen. Sie sind manchmal winzig klein, dann aber auch riesig groß: Transistoren und ihre großen Brüder (oder Schwestern) Mosfets.

Ein Transistor ist ein komplett elektronischer Stromregler.

Doch auch, wenn diese so alltäglich geworden sind, weiß ein Großteil der Benutzer nicht, wie sie wirklich funktionieren. Dabei ist der Aufbau Grundsätzlich sehr simpel:

Ein (npn) Transistor besteht aus zwei n-dotierten Schichten außen und einer p-dotierten Schicht in der Mitte. Dies ist dem Aufbau einer Diode relativ ähnlich. Diese besteht ja aus einer n und einer p-dotierten Schicht. Wenn bei der p-Dotierten Schicht, der Basis des Transistors, kein Strom angelegt ist, fließt auch kein Strom von der n-dotierten Schicht zur anderen. Wenn nun an der Basis Strom angelegt wird, entsteht in der p-dotierten Schicht ein “Elektronen-Feld”, wodurch die Elektronen der n-dotierten Schicht nun durchfließen können, da die benötigte Energie zum Passieren niedrig genug ist.

(1)Modell eines Transistors: Regler für Strom von Wasser

(2)Bei geöffnetem Transistor läuft aller Strom durch (Strom wurde an die Base (Grün) angelegt)

(3)Bei geschlossenem Transistor: kein Stromfluss (Kein Strom an Basis)

(4)Stromfluss linear durch an Basis angelegte Spannung regelbar.

Der Mosfet ist einfach ein Großer Transistor, der auch größere Mangen an Strom regeln kann. In Computern ensteht zurzeit dass Problem, dass man die Transistoren nicht mehr kleiner bauen darf, weil sonst ein Quantenphysikalischer Effekt eintritt, die Quantentunnelung: Das bedeutet, dass mikrokosmische Objekte zufällig durch andere Objekte “hindurchtunneln” können. Wenn man heutzutage den Transistor so klein baut, wie man könnte, würden die Elektronen anfangen, einfach durch die Basis durchzutunneln und damit den Sinn eines Transistors kaputtmachen.

Mal schauen ob sich trotzdem Moores-Law in der Zukunft bewähren wird.

Lukas Schulz

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