Die Aufgabe eines Transistors ist es, zwei Anschlüsse abhängig von einem Dritten zu schalten. Es ist also im Grunde ein elektrischer Schalter.
nMOS
Beide Transistoren sind sich sehr ähnlich, deshalb möchte ich den Aufbau am Beispiel des nMOS beschrieben:
Auf der rechten Seite ist ein Querschnitt eines nMOS Transistors abgebildet. Der Körper des Transistors besteht aus einem p-dotiertem Material an dem die niedrigste Spannung des Systemes anliegt (LOW, GND). p-dotiert heißt, das es frei bewegliche positive Löcher gibt. Darin sind die beiden Kontakte eingebettet die jeweils aus einem n-dotiertem Material bestehen – da gibt es also frei bewegliche negative Ladungsträger. Zwischen diesen Kontakten kann kein Strom fließen, weil die Materialen aus unterschiedlichen Dotierungen bestehen.
In der Mitte ist das so genannte Gate. Damit vom Gate zum Körper kein Strom fließen kann, ist eine isolierende Schicht eingebracht (heute meist Glas).
Der Strom soll in den nMOS und pMOS Transistoren von Source nach Drain fließen. Wenn am Gate kein Strom anliegt, fließt auch kein Strom zwischen S und D. Wenn man jedoch Strom (HIGH, also die höchste Spannung im System, V
) an das Gate legt, dann entsteht ein elektrisches Feld zwischen dem Gate und dem eigentlichem Körper. Strom kann aufgrund des Isolators nicht zwischen Gate und Körper fließen. Durch das Feld werden die positiven Ladungen zum Gate gezogen, und negative nach unten gedrückt.
Damit bildet sich zwischen den beiden Kontakten (Source und Drain) ein Kanal (channel) durch den ein Strom zwischen Source und Drain fließen kann.
pMOS
Im pMOS ist alles im Grund umgedreht. Der Körper besteht aus n-dotiertem und die Source und Drain Kontakte aus p-dotiertem Material. Der Körper ist an die höchste Spannung im System angeschlossen. Wenn am Gate auch V anliegt ist der pMOS Transistor geschlossen, bei GND geöffnet.
Leitungseigenschaften
Das Problem bei der ganzen Sache ist, das jeder Typ nur einen Wert sehr gut leitet. Das heißt der nMOS leitet eine 0 sehr gut, aber eine 1 schlecht. Beim pMOS ist es genau andersrum; pMOS leitet die 1 sehr gut, aber die 0 schlecht.
Deshalb verbaut man meist beide Arten, und nutzt die jeweiligen Vorteile aus.
Bilder von Wikimedia Commons.
