12.18 : MOSFET: mode d’appauvrissement

Les MOSFET en mode appauvrissement représentent un sous-ensemble unique de la technologie MOSFET, fonctionnant fondamentalement différemment de leurs homologues en mode amélioration. Contrairement aux MOSFET à amélioration, qui nécessitent une tension grille-source positive (V_gs) pour s'allumer, les MOSFET en mode appauvrissement sont des dispositifs intrinsèquement conducteurs et « normalement allumés ».

La principale caractéristique des MOSFET en mode déplétion est leur capacité à conduire le courant entre les bornes drain et source sans polarisation de grille. Cette conductivité inhérente est due au dopage du canal, qui crée un chemin à faible résistance pour le flux de courant. Le dispositif fonctionne de la même manière que les transistors à jonction à effet de champ (JFET), où la conductivité du canal est prédéterminée par ses propriétés matérielles.

Dans les MOSFET en mode appauvrissement à canal n, l'application d'un Vgs positif améliore la largeur du canal, augmentant ainsi le courant de drain (i_d). À l’inverse, l’application d’un V_gs négatif rétrécit le canal, réduisant ainsi l’id. Ce comportement est à l'opposé pour les MOSFET à appauvrissement du canal P, où un V_gs positif diminue l'i_d et un V_gs négatif l'augmente.

Un paramètre critique pour ces MOSFET est la tension de seuil de grille (V_TH), la V_gs spécifique à laquelle le canal se ferme entièrement, arrêtant le flux de courant. Une autre caractéristique essentielle est le courant de saturation, le courant maximum qui traverse le MOSFET à zéro V_gs.

En raison de leur état « activé » par défaut, les MOSFET en mode déplétion sont particulièrement utiles dans des applications telles que les amplificateurs de puissance pour émetteurs radio. Ici, ils permettent une transmission continue du signal, maintenant la présence du signal jusqu'à ce qu'une tension de commande éteigne explicitement l'appareil. Cette capacité à rester actif en permanence fait des MOSFET en mode appauvrissement une partie intégrante des applications nécessitant un fonctionnement fiable et ininterrompu.