Gate, Source und Drain

Schalte eine Last mit einem elektrischen Feld

MOSFET steht für Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor: ein Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate, dessen elektrisches Feld einen leitenden Kanal steuert. Im n-Kanal tragen negativ geladene Elektronen den Strom; Gate ist das Steuertor, Source der Anschluss bei 0 V und Drain der Anschluss zur Last. Ein Milliwatt (mW) ist ein Tausendstel Watt.

Interaktives Experiment öffnen

EXPERIMENTIERTISCH

Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.

Anmelden, um den Fortschritt zu speichern. Der Gastfortschritt bleibt auf diesem Gerät.

Labor im vollständigen Fenster öffnen

Warum es funktioniert

Lehrmodell: Ab 3 V Gatespannung wird der Schalter mit 2 Ω leitend, darunter ist er offen. Reale Kennlinien, Gatekapazität und interne Diode fehlen; die echte Schwellenspannung garantiert kein vollständiges Einschalten. G, D und S bezeichnen Gate, Drain und Source. VGS ist Gate-Source-Spannung (hier Vg); VDS ist Drain-Source-Spannung, hier gleich der Drainspannung, da Source bei 0 V liegt.

Vg ist Gatespannung gegenüber Source, Vs Versorgung und RL Lastwiderstand. Eingeschaltet: I = Vs/(RL + 2 Ω), Drainspannung = I × 2 Ω und Verlust = I² × 2 Ω. Das Gate steuert, die Lastenergie kommt aus der Versorgung.

Schwierigkeit

Aufbauen · Aufbauen
Einschalten mit 5 V, Gate 0 V und Last 100 Ω. Halte die Last aus.
Brauchst du einen Tipp?
Vs = 5 V; Vg = 0 V; RL = 100 Ω → 0 mA
Erforschen · Eine Größe ändern
Lasse Versorgung 5 V und Last 100 Ω; stelle Gate auf 5 V. Lies etwa 49.02 mA.
Brauchst du einen Tipp?
Vs = 5 V; Vg = 5 V; RL = 100 Ω → 49.02 mA
Selbst lösen · Aufgabe lösen
Erreiche bei Versorgung 12 V und Gate 5 V einen Strom von 20–30 mA bei Schalterverlust höchstens 2 mW.
Brauchst du einen Tipp?
Vs = 12 V; Vg = 5 V; RL = 400 Ω → 29.85 mA; 1.782 mW

Zusatzwissen und Schaltungsrezepte