Body-Effekt
Einleitung
Anders als oft angenommen besitzt der MOSFET nicht 3 Anschlüsse, sondern 4. Der Bulk ist mit dem Substrat verbunden und wird oft mit dem Source kurzgeschlossen.
Falls zwischen Bulk und Source eine Spannung besteht, kommt es zum sogenannten Body-Effekt.
⇨ Aufbau MOSFET
Grundschaltung
Stromstärke
Teilt sich auf
Spannung
Bleibt gleich
Widerstand
Erklärung des Body-Effekt
Tatsächlich besitzt der MOSFET 4 Anschlüsse:
Source
Drain
Gate
Bulk
Falls zwischen Bulk und Source eine Spannung entsteht, kommt es zum sogenannten Body-Effekt. USB > 0V.
Um den Body-Effekt zu verhindern wird daher oft Source und Bulk kurzgeschlossen damit die Potentiale gleich groß sind, mehr dazu allerdings später.
Halbleiter – Body-Effekt
Was genau dabei passiert, wird klarer, wenn man sich die Halbleiter-Darstellung eines MOSFET anschaut. Beim NPN-MOSFET ist Source N-Dotiertes Gebiet und der Bulk P-Dotiertes Gebiet. Es existiert also ein PN-Übergang.
-> PN-Übergang
Diode:
Flussrichtung: P Höheres Potential als N: Bulk höher als Source
Sperrrichtung: N Höheres Potential als P: Source höher als Bulk
Wenn also Vsb (Source-Bulk) positiv: Source höher als Bulk.
Somit entsteht zwischen Source und Bulk eine Sperrschicht.
Zunächst die Frage:
Folgen des Body-Effekt
UTH ist höher. Das bedeutet es muss eine größere Spannung zwischen Gate und Source anliegen damit ein Strom fließen kann.
Warum ist der Body-Effekt unerwünscht?
Je mehr VBS desto mehr Uth -> Desto weniger Vovd
Body-Effekt verhindern
Somit besitzen Bulk und Source idealerweise das selbe Potential und somit ist der Potentialunterschied / die Spannung zwischen Bulk und Source 0V.