12.17 : MOSFET: mode d'amélioration

Les MOSFET en mode amélioré sont des composants essentiels de l'électronique, se distinguant par leur capacité à agir comme des commutateurs hautement efficaces. Ils font partie de la grande famille des transistors à effet de champ à semi-conducteurs à oxyde métallique (MOSFET). Ils sont disponibles en deux types : canal P et canal N, chacun étant adapté à des opérations de polarité spécifiques.

Dans leur forme de base, les MOSFET en mode amélioration sont généralement non conducteurs lorsque la tension grille-source (V_gs) est nulle. Cet état « arrêt » par défaut signifie qu'aucun courant ne circule entre les bornes de drain et de source à moins qu'un V_gs positif ne soit appliqué. Lorsque cette tension est appliquée, elle génère un champ électrique qui attire les électrons (pour le canal N) ou les trous (pour le canal P) vers la couche d'oxyde, créant ainsi ce que l'on appelle une couche d'inversion. Cette couche forme un canal conducteur entre la source et le drain, permettant au courant de circuler.

La caractéristique unique des MOSFET en mode amélioration est leur capacité à contrôler l'ampleur du courant de drain (i_d) en ajustant V_gs. L'augmentation de V_gs améliore la conductivité du canal, permettant ainsi à plus de courant de passer à travers. Cette relation entre V_gs et id rend ces appareils excellents pour les applications de contrôle de précision, telles que le réglage de la luminosité des lumières LED via un variateur. Ici, la rotation du bouton du variateur fait varier V_gs ; à tension nulle, les LED sont éteintes et l'augmentation de la tension éclaircit progressivement les LED.

De plus, les MOSFET en mode amélioration sont idéaux pour les circuits de commutation de puissance et la création de portes logiques de type CMOS dans les circuits intégrés en raison de leur entrée élevée et de leur faible résistance à l'état passant. Ces caractéristiques permettent une commutation efficace et rapide avec une perte de puissance minimale, ce qui rend les MOSFET en mode amélioration essentiels dans la conception électronique moderne.