12.18 : MOSFET: Modo de Esgotamento

Os MOSFETs no modo de esgotamento representam um subconjunto exclusivo da tecnologia MOSFET, funcionando de maneira fundamentalmente diferente de seus equivalentes no modo de aprimoramento. Ao contrário dos MOSFETs de aprimoramento, que requerem uma tensão positiva de porta-fonte (V_gs) para serem ligados, os MOSFETs de modo de esgotamento são dispositivos inerentemente condutores e "normalmente ligados".

A principal característica dos MOSFETs em modo de esgotamento é sua capacidade de conduzir corrente entre os terminais de dreno e fonte sem polarização de porta. Esta condutividade inerente surge devido à dopagem do canal, que cria um caminho de baixa resistência para o fluxo de corrente. O dispositivo opera de forma semelhante aos transistores de efeito de campo de junção (JFETs), onde a condutividade do canal é predeterminada pelas propriedades do material.

Em MOSFETs de modo de esgotamento de canal n, a aplicação de uma V_gs positivo aumenta a largura do canal, aumentando assim a corrente de drenagem (i_d). Por outro lado, aplicar uma V_gs negativa estreita o canal, reduzindo a i_d. Este comportamento é o oposto para MOSFETs de esgotamento de canal p, onde uma V_gs positiva diminui a i_d e uma V_gs negativa a aumenta.

Um parâmetro crítico para esses MOSFETs é a tensão limite da porta (V_TH), a V_gs específico no qual o canal fecha totalmente, interrompendo o fluxo de corrente. Outra característica vital é a corrente de saturação, a corrente máxima que flui através do MOSFET a zero V_gs.

Devido ao seu estado padrão "ligado", os MOSFETs em modo de esgotamento são especialmente úteis em aplicações como amplificadores de potência para transmissores de rádio. Nesse caso, eles permitem a transmissão contínua do sinal, mantendo a presença do sinal até que uma tensão de controle desligue explicitamente o dispositivo. Essa capacidade de permanecer continuamente ativo torna os MOSFETs em modo de esgotamento essenciais para aplicações que exigem operação confiável e ininterrupta.