12.18 : МОП-транзистор: режим истощения

МОП-транзисторы в режиме истощения представляют собой уникальную разновидность технологии МОП-транзисторов, функционирующую принципиально иначе, чем их аналоги в режиме улучшения. В отличие от улучшающих МОП-транзисторов, которым для включения требуется положительное напряжение затвор-исток (V_gs), МОП-транзисторы в режиме истощения по своей природе являются проводящими и «нормально включенными» устройствами.

Основной характеристикой МОП-транзисторов с режимом истощения является их способность проводить ток между выводами стока и истока без смещения затвора. Эта собственная проводимость возникает из-за легирования канала, которое создает путь с низким сопротивлением для прохождения тока. Устройство работает аналогично полевым транзисторам с переходным соединением (JFET), где проводимость канала предопределена свойствами его материала.

В n-канальных МОП-транзисторах с режимом обеднения применение положительного V_gs увеличивает ширину канала, тем самым увеличивая ток стока (i_d). И наоборот, применение отрицательного V_gs сужает канал, уменьшая i_d. Противоположное поведение наблюдается для МОП-транзисторов с истощением p-канала, где положительное значение V_gs уменьшает i_d, а отрицательное V_gs увеличивает его.

Критическим параметром для этих МОП-транзисторов является пороговое напряжение затвора (V_TH), определенное напряжение V_gs, при котором канал полностью закрывается, прекращая протекание тока. Другой важной характеристикой является ток насыщения, максимальный ток, протекающий через МОП-транзистор при нулевом V_gs.

Из-за своего «включенного» состояния по умолчанию МОП-транзисторы в режиме истощения особенно полезны в таких приложениях, как усилители мощности для радиопередатчиков. Здесь они обеспечивают непрерывную передачу сигнала, поддерживая его присутствие до тех пор, пока управляющее напряжение явно не выключит устройство. Эта способность оставаться постоянно активными делает МОП-транзисторы в режиме истощения незаменимыми для приложений, требующих надежной и бесперебойной работы.