> Ich dachte immer, ein npn ist leitend wenn die basis auf GND liegt,
> sprich kein strom fliesst? Irre ich mich da?
Ein NPN leitet dann, wenn ein Strom in die Basis hineinfließt.
> "...wodurch eine npn-Struktur entsteht, die vorerst keinen Stromfluss
> zulässt (vgl. npn-Transistor: ohne Basisstrom ist der Transistor
> gesperrt)."
> Mooooment! Ein "npn" ist ein Bipolartransistor und kein MOSFET!
>
> "n-Kanal" ist nicht gleich "npn".
Ein MOSFET ist zwar aus Anwendungssicht kein Bipolartransistor, hat aber
Ähnlichkeiten im Aufbau, deswegen ist von einer NPN-"Struktur" die Rede.
Nicht nur die Reihenfolge der n- und p-dotierten Gebiete ist gleich,
sogar der Dotierungsgrad ist beim selbstsperrenden MOSFET ähnlich.
Wahrscheinlich könnte man deswegen einen MOSFET mit getrennt
herausgeführtem Substratanschluss tatsächlich als (schlechten)
Bipolartransistor missbrauchen, der Substratanschluss ist dabei die
Basis, das Gate wird nicht verwendet.
Es geht in dem Wikipedia aber nicht darum, einen MOSFET als
Bipolartransistorersatz zu nutzen. Vielmehr soll der Vergleich zeigen,
warum der selbstsperrende n-Kanal-MOSFET von sich aus nicht leitet: Bei
üblicher Beschaltung wird der Substratanschluss (also die "Basis") auf
niedrigerem oder gleich hohem Potenzial gehalten wie Drain und Source
("Kollektor" und "Emitter" oder auch umgekehrt). Damit kann kein
"Basisstrom" fließen, der Transistor sperrt also. Leitend wird er erst
bei Benutzung des vierten Anschlusses, des vom Rest der Anordnung
isolierten Gates, über das ein elektrisches Feld erzeugt wird. Der
Unterschied zwischen Bipolartransistor und MOSFET liegt also trotz des
ähnlichen Aufbaus darin, dass der "Bipolareffekt" durch das niedrige
Substratpotenzial absichtlich unterdrückt und durch das hinzugefügte
Gate der Feldeffekt hervorgerufen wird.
Bei fast allen diskreten MOSFETs ist das Substrat intern mit Source
verbunden. Das ist sinnvoll, weil beim n-Kanal-MOSFET Source
normalerweise auf dem niedrigsten Potenzial liegt, so dass damit der
"Bipolareffekt" unterbunden wird. Wird allerdings die Drain-Source-
Spannung umgepolt, liegt Source und damit auch das Substrat auf höherem
Potenzial als Drain, so dass tatsächlich ein Substratstrom fließt. Der
MOSFET verhält sich jetzt wie ein Biploartransistor, bei dem Kollektor
und Basis verbunden sind:
1 | D
|
2 | |
|
3 | ^
|
4 | \|
|
5 | |--. B (intern)
|
6 | /| |
|
7 | / |
|
8 | | |
|
9 | +----'
|
10 | |
|
11 | S
|
Drain wird dabei zum Emitter, Source zum Kollektor. Es fließt ein Strom
vom Substrat (B) nach Drain und zusätzlich ein um den Stromverstärkungs-
faktor des "Biploartransistors" vervielfachter Strom von Source nach
Drain. Ich vermute, dass der Stromverstärkungsfaktor sehr klein ist
(vielleicht ähnlich wie derjenige eines Biploartransistors im Invers-
betrieb, vielleicht sogar kleiner als 1), so dass der "Kollektorstrom"
nicht viel größer oder vielleicht sogar kleiner als der "Basisstrom"
ist.
Die oben gezeichnete Anordnung verhält sich nach außen hin wie eine
gewöhnlichen PN-Diode. Das ist dann die altbekannte Substrat- oder
Body-diode diskreter MOSFETs. Diese wird also nicht etwa absichtlich als
zusätzliches Bauteil in den MOSFET eingebaut, sondern ergibt sich
zufällig aus seiner internen Struktur und der Verbindung vom Substrat
mit Source.
Für selbstleitende MOSFETs kann der Vergleich mit dem Biploartransistor
übrigens nicht angewendet werden, da sie zwar ebenfalls eine
NPN-Struktur haben, der Dotierungsgrad der einzelnen Gebiete aber ein
anderer ist. Deswegen leiten sie trotz des fehlenden "Basisstroms".