12.18 : MOSFET: Modalità Impoverimento

I MOSFET in modalità impoverimento rappresentano un sottoinsieme unico della tecnologia MOSFET, funzionando in modo fondamentalmente diverso dalle loro controparti in modalità potenziata. A differenza dei MOSFET di potenziamento, che richiedono una tensione gate-source (V_gs) positiva per l'accensione, i MOSFET in modalità impoverimento sono dispositivi intrinsecamente conduttivi e "normalmente accesi".

La caratteristica principale dei MOSFET a impoverimento è la loro capacità di condurre corrente tra i terminali di drain e source, senza polarizzazione del gate. Questa conduttività intrinseca è dovuta al drogaggio del canale, che crea un percorso a bassa resistenza per il flusso di corrente. Il dispositivo funziona in modo simile ai transistor a effetto di campo a giunzione (JFET), dove la conduttività del canale è predeterminata dalle proprietà del materiale.

Nei MOSFET in modalità impoverimento a canale n, l'applicazione di una V_gs positiva aumenta la larghezza del canale, aumentando così la corrente di drain (i_d). Al contrario, applicando una V_gs negativa si restringe il canale, riducendo l'i_d. Questo comportamento è l'opposto per i MOSFET a impoverimento a canale p, dove un V_gs positivo diminuisce l'i_d e un V_gs negativo lo aumenta.

Un parametro critico per questi MOSFET è la tensione di soglia di gate (V_TH), la V_gs specifica alla quale il canale si chiude completamente, interrompendo il flusso di corrente. Un'altra caratteristica fondamentale è la corrente di saturazione, la corrente massima che scorre attraverso il MOSFET a zero V_gs.

A causa del loro stato "on" predefinito, i MOSFET in modalità di esaurimento sono particolarmente utili in applicazioni come amplificatori di potenza per trasmettitori radio. In questo caso consentono la trasmissione continua del segnale, mantenendo la presenza del segnale, finché una tensione di controllo non spegne esplicitamente il dispositivo. Questa capacità di rimanere continuamente attivi, rende i MOSFET in modalità di esaurimento parte integrante delle applicazioni che richiedono un funzionamento affidabile e ininterrotto.