12.18 : MOSFET: tryb wyczerpania

Tranzystory MOSFET działające w trybie wyczerpania stanowią unikalny podzbiór technologii MOSFET, funkcjonujący zasadniczo inaczej niż ich odpowiedniki w trybie wzmacniania. W przeciwieństwie do ulepszonych tranzystorów MOSFET, które do włączenia wymagają dodatniego napięcia bramki (V_gs), tranzystory MOSFET w trybie wyczerpywania są urządzeniami z natury przewodzącymi i „normalnie włączonymi”.

Podstawową cechą tranzystorów MOSFET działających w trybie zubożenia jest ich zdolność do przewodzenia prądu pomiędzy zaciskami drenu i źródła bez polaryzacji bramki. Ta wrodzona przewodność powstaje w wyniku domieszkowania kanału, co tworzy ścieżkę o niskim oporze dla przepływu prądu. Urządzenie działa podobnie do połączeniowych tranzystorów polowych (JFET), w których przewodność kanału jest z góry określona przez właściwości materiału.

W n-kanałowych tranzystorach MOSFET z trybem wyczerpywania, zastosowanie dodatniego V_gs zwiększa szerokość kanału, zwiększając w ten sposób prąd drenu (i_d). I odwrotnie, zastosowanie ujemnego V_gs zawęża kanał, zmniejszając identyfikator. To zachowanie jest odwrotne w przypadku tranzystorów MOSFET z wyczerpaniem kanału p, gdzie dodatnie V_gs zmniejsza i_d, a ujemne V_gs go zwiększa.

Krytycznym parametrem tych tranzystorów MOSFET jest napięcie progowe bramki (V_TH), specyficzne V_gs, przy którym kanał zostaje całkowicie zamknięty, zatrzymując przepływ prądu. Inną istotną cechą jest prąd nasycenia, maksymalny prąd przepływający przez MOSFET przy zerowym V_gs.

Ze względu na domyślny stan „włączenia”, tranzystory MOSFET w trybie wyczerpania są szczególnie przydatne w zastosowaniach takich jak wzmacniacze mocy nadajników radiowych. Umożliwiają tu ciągłą transmisję sygnału, utrzymując jego obecność do momentu wyraźnego wyłączenia urządzenia przez napięcie sterujące. Ta zdolność do ciągłej aktywności sprawia, że ​​tranzystory MOSFET w trybie wyczerpywania są integralną częścią aplikacji wymagających niezawodnej, nieprzerwanej pracy.