Frage zu MOSFET

[Bob (Gast)]

Hallo, ich hätte da eine Frage zu den MOSFETs:

Ein MOSFET bildet ja zwischen dem Substrat und dem Gate einen 
Kondensator.
Durch das elektrische Feld dieses Kondensators word die Strecke zwischen 
Drain und Sourcs leitend. Das würde aber bedeuten, dass wenn ich das 
Gate einmal aufgeladen habe, der MOSFET leitend bleiben würde, wenn ich 
es unbeschaltet lasse. (Das Gate bliebe ja auch aufgeladen).

[ozo (Gast)]

Jo und wenn man die schon sehr geringen Gate-Leckströme vollends 
reduziert, landet man bei Flashspeicher.

[Stefan W. (wswbln)]

...ja, bis die Leckströme wieder zu einem Ladungsausgleich geführt 
haben.

Falls da nennenswerte Ströme im G/S-Kreis fliessen kann sich durch das 
langsame "Zusteuern" des (Leistungs?-)MOSFETs dieser dann gerne auch 
wegen thermischer Überlastung verabschieden.

[Spess53 (Gast)]

Hi

Theoretisch ja. Praktisch ist das Gate so hochohmig, daß es alle 
möglichen Störungen einfängt und dieser Zustand nicht sonderlich stabil 
ist.

MfG Spess

[Marius S. (lupin)]

Funktioniert flash speicher wirklich so wie ozo gesagt hat? Ich glaub 
eher nicht... Das wäre dann doch eher DRAM oder?

Sorry zu faul zum gucken ;)

[Spess53 (Gast)]

Hi

@Marius: Doch das funktioniert so. Nur sind die Speicherzellen etwas 
anders aufgebaut als ein normaler MOSFET.

MfG Spess

[yalu (Gast)]

> Funktioniert flash speicher wirklich so wie ozo gesagt hat? Ich
> glaub eher nicht... Das wäre dann doch eher DRAM oder?

DRAM und Flash speichern die Information beide als Ladung. Der
Unterschied liegt darin, wie der Ladungszustand gelesen und geändert
wird.

Bei DRAMs wird ein Kondensator über einen Transistor angesteuert.
Sperrt dieser, bleibt die Ladung erhalten, aber auf Grund der
Leckströme des Transistors nur für kurze Zeit. Deswegen muss die
Ladung in DRAM-Zellen periodisch aufgefrischt werden.

Beim Flash ist die Ladung in einem so genannten "floating Gate"
gespeichert, das beidseitig nahezu perfekt von seiner Umgebung
isoliert ist. Es gibt keine schaltenden Elemente wie Transistoren, die
eine direkte Verbindung zum floating Gate haben. Deswegen sind die
Leckströme vernachlässigbar klein (Hersteller geben als Zeitraum
innerhalb dessen die Informationen zuverlässig gespeichert bleiben,
meist ca. 10 Jahre an). Gelesen wird die Speicherzelle über den
Feldeffekt, wie er im Mosfet bei einseitig isoliertem Gate genutzt
wird. Das Schreiben und Löschen erfolgt durch Anlegen einer höheren
Spannung, die die Elektronen durch die isolierende Schicht
hindurchtunneln lässt.

  http://de.wikipedia.org/wiki/Flash-Speicher#Funktionsprinzip

[yalu (Gast)]

> Das würde aber bedeuten, dass wenn ich das Gate einmal aufgeladen
> habe, der MOSFET leitend bleiben würde, wenn ich es unbeschaltet
> lasse. (Das Gate bliebe ja auch aufgeladen).

So ist es, wie du mit folgendem kleinen Experiment nachweisen kannst:

Nimm einen Leistungs-Mosfet mit nicht zu kleinem Gehäuse (z.B. TO-220)
und schließe kurzeitig Gate und Source kurz. Wenn du anschließend den
Drain-Source-Widerstand misst, wird er sehr groß sein (außerhalb des
Messbereichs eines gewöhnlichen Multimeters). Jetzt legst du
kurzzeitig eine Spannung von 5 bis 10V an Gate-Source an. Der
Drain-Source-Widerstand ist jetzt sehr klein, und das wird er auch
nach ein paar Minuten noch sein.

Wichtig ist, dass der Mosfet wegen der Kriechströme entlang des
Gehäuses sauber ist und das Gate während des Experiments nicht mit
Fingern und anderen leitenden Objekten (außer beim Laden des Gates) in
Berührung kommt.

Ich habe das einst mit einem IRLZ34N (Logic-Level-N-Kanal-Mosfet)
versucht. Die Leitfähigkeit nach einmaligem Aufladen des Gates war
nach mehreren Stunden fast unverändert, obwohl die Gate-Kapazität
gerade mal etwa 1nF beträgt. Während dieser Zeit lag der Mosfet
einfach so auf dem Tisch. Einen zweiten Mosfet desselben Typs hatte
ich vorher entladen, damit er sperrt, und zum Vergleich daneben
gelegt.

Weil der Mosfet ziemlich schnell im Chaos auf meinem Tisch unterging,
habe ich nicht geprüft, wie lange der Ladezustand maximal gehalten
wird. Ich gehe aber davon aus, dass es unter günstigen Bedingungen
(Sauberkeit und geringe Luftfeuchtigkeit) mindestens Tage sind.