耗尽型MOS(Depletion MOS)是一种基于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的结构,其特点在于将PN结引入了MOSFET结构中,PN结涂覆的区域与MOSFET的栅极区域相同,这种结构也被称为MOSPN。
与增强型MOSFET利用电场控制导电区域相比,耗尽型MOSFET利用区域中的载流子密度控制导电区域,它的特点是在没有施加基极电压时导电区域就已经形成。这种区域导通的MOSFET被称为“开启”的,而基极电压的变化只会影响MOSFET中的电子和空穴的数量和分布,但不会影响到导电区域的形成。
耗尽型MOSFET的导电区域是在制造过程中形成的,也就是在沟道之间引入PN结。当没有外加电压时,PN结就会让沟道中的载流子数量被引向PN结,从而降低沟道内的导电性,这种情况下MOSFET是处于导通状态的。
当外加负向基极电压时,PN结被逆偏,将沟道中的载流子排斥出去,导致沟道重新形成导电区域并且增强导电性。此时MOSFET工作在非导通的状态。
与增强型MOSFET在禁止电压下没有导电的现象不同,耗尽型MOSFET在禁止电压下是导通的,其特点是导通与否由PN结处的载流子密度决定。
在实际应用中,对于耗尽型MOSFET,它在断路状态下的开关能力会更强,但在导通状态下芯片的功耗会更大。
此外,由于耗尽型MOSFET是PNP晶体管,其异质结结容易发生击穿,因此其可靠性通常不如增强型MOSFET。
由于耗尽型MOSFET具有自带PN结,在一定程度上能够提高开关转换速度,因此在某些要求快速开关的应用场合中,耗尽型MOSFET有着明显的优势。
在一些低噪声放大器、通讯电路等场合中,由于耗尽型MOSFET具有更低的噪声系数,也有着一定的应用。
此外,在模拟电路中会大量用到MOSPN,例如稳压管、运算放大器、数字模拟转换等电路中都会用到MOSPN。