Warum werden die MOSFET-Spannung und der BJT-Strom gesteuert?

MOSFETs werden oft als spannungsgesteuerte Geräte bezeichnet, da der Hauptmechanismus zur Steuerung des durch sie fließenden Stroms die am Gate-Anschluss im Verhältnis zum Source-Anschluss angelegte Spannung ist. In einem MOSFET bestimmt die Gate-Source-Spannung (V_GS) das elektrische Feld über dem Gate-Oxid, das wiederum die Kanalleitfähigkeit zwischen den Drain- und Source-Anschlüssen steuert. Durch Variieren von V_GS kann der MOSFET den Stromfluss durch den Kanal modulieren, sodass er auf Änderungen der angelegten Spannung reagiert und als spannungsabhängige Stromquelle fungiert.

Im Gegensatz dazu gelten Bipolartransistoren (BJTs) typischerweise als stromgesteuerte Geräte, da der Basisstrom (I_B) die Leitung zwischen den Emitter- und Kollektoranschlüssen steuert. Der Basisstrom moduliert die in den Basisbereich injizierten Minoritätsträger (Elektronen oder Löcher), was wiederum den Kollektorstrom (I_C) beeinflusst. Der Betrag der Stromverstärkung (β) eines BJT wird hauptsächlich durch das Verhältnis von Kollektorstrom zu Basisstrom bestimmt, wodurch er von Natur aus stromgesteuert ist.

BJTs können bis zu einem gewissen Grad auch im spannungsgesteuerten Modus betrieben werden, insbesondere in Anwendungen, bei denen Rückkopplungsmechanismen oder Vorspannungsanordnungen die Basis-Emitter-Spannung (V_BE) steuern. Ihr grundlegender Betrieb beruht jedoch aufgrund der Physik der Minoritätsträgerinjektions- und Verstärkungsprozesse innerhalb der Transistorstruktur auf der Stromsteuerung.

Die Unterscheidung zwischen MOSFETs als spannungsgesteuerten und BJTs als stromgesteuerten Geräten ergibt sich aus ihren unterschiedlichen physikalischen Strukturen und Funktionsprinzipien. MOSFETs nutzen das durch die Gate-Spannung erzeugte elektrische Feld, um die Kanalleitfähigkeit direkt zu steuern, während BJTs den Basisstrom verwenden, um den Emitter-Kollektor-Stromfluss indirekt über Trägerinjektion und Transistorverstärkungsmechanismen zu steuern. Diese Eigenschaften bestimmen, wie jedes Gerät auf Steuersignale reagiert und seine Anwendungen in verschiedenen elektronischen Schaltkreisen beeinflusst.

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