Ventajas de los dispositivos FET en modo de empobrecimiento sobre los MOSFET mejorados

Tengo la impresión de que los JFET y los MOSFET de modo de agotamiento no se usan mucho hoy en día, especialmente en los nuevos diseños.

Sé que necesitan diferentes redes de sesgo, especialmente como componentes discretos, por lo que supongo que podría haber algunas ventajas al usarlos, pero la tendencia actual no parece corroborar esa suposición.

¿Se están volviendo obsoletos los dispositivos de modo de agotamiento por el desarrollo de la tecnología de MOSFET de mejora? ¿Todavía hay aplicaciones en las que el uso de un dispositivo de agotamiento ofrece claras ventajas, especialmente como componentes discretos (sé que los MOSFET en modo de agotamiento se pueden usar como cargas activas en la tecnología IC MOS, por lo que aún pueden ser necesarios allí)?

En una nota relacionada, también me gustaría saber si los JFET todavía se usan activamente en nuevos diseños, ya que parece que podrían ser reemplazados por MOSFET de agotamiento (suponiendo que uno realmente necesite un dispositivo de modo de agotamiento por alguna razón).

Respuestas (2)

¿Se están volviendo obsoletos los dispositivos de modo de agotamiento por el desarrollo de la tecnología de MOSFET de mejora?

No, yo no diría eso. Los dispositivos de modo de agotamiento, como la mayoría de los dispositivos discretos, se están volviendo obsoletos debido al desarrollo de circuitos integrados . A medida que pasa el tiempo, los circuitos integrados se desarrollan para fines cada vez más especializados, lo que reduce la necesidad de discretos de todo tipo. Esto es particularmente cierto para los circuitos de procesamiento de señales.

¿Existen todavía aplicaciones en las que el uso de un dispositivo de agotamiento ofrece claras ventajas, especialmente como componentes discretos?

Sí. Los dispositivos de agotamiento son increíbles para los circuitos de arranque , para proporcionar una pequeña corriente durante la secuencia de encendido del circuito y para apagarse cuando finaliza. Su característica de "activación predeterminada" es lo que los hace útiles aquí. Puede encontrar una serie de dispositivos de agotamiento de alto voltaje construidos para este propósito en el mercado.

También es bastante simple hacer una fuente de corriente de "2 terminales" usando un dispositivo de tipo empobrecimiento: simplemente requiere el FET y una resistencia . Hacer una fuente de corriente similar usando MOSFET mejorados es mucho más complicado.

En una nota relacionada, también me gustaría saber si los JFET todavía se usan activamente en nuevos diseños, ya que parece que podrían ser reemplazados por MOSFET de agotamiento.

Los JFET tienden a tener menos ruido de parpadeo que los MOSFET de empobrecimiento, y especialmente de mejora, debido al hecho de que su canal conductor está enterrado en lo profundo del silicio, lejos de los defectos del cristal en la superficie. Esto los hace útiles para amplificadores de bajo ruido donde la corriente base de un BJT sería inaceptable.

¡Muchos gracias! Excelente respuesta! Y esa nota de aplicación es realmente interesante. No sabía que existían MOSFET de potencia en modo de agotamiento. Pensé que los MOSFET de potencia eran solo dispositivos de modo de mejora (casi recuerdo haber leído algo hace años sobre que era una restricción necesaria de la tecnología, pero no puedo recordar dónde, es posible que me equivoque aquí).

En cuanto a los circuitos integrados, creo que es simplemente por la compatibilidad con los procesos de fabricación utilizados. El voltaje de umbral de un MOSFET está controlado por parámetros tecnológicos (concentración de dopantes en el canal y grosor del óxido), que se comparten entre todos los dispositivos en el chip y, con suerte, en toda la oblea. La inserción de un dispositivo de modo de empobrecimiento introduciría más pasos, máscaras, grabado, etc., y sería simplemente costoso sin obtener una ventaja significativa sobre la contraparte del modo de mejora. Para la lógica complementaria, simplemente no los necesita.

Los JFET todavía se usan a veces en las etapas de entrada de los amplificadores operacionales debido a su menor ruido. Como requieren una buena unión PN, probablemente sea difícil reducirlos a las dimensiones utilizadas en las modernas tecnologías IC (unas pocas decenas de nanómetros).

Como parte discreta, estoy de acuerdo en que no puedo pensar en un solo MOSFET de modo de agotamiento y ciertamente nunca lo he usado. Como probablemente requeriría un voltaje negativo para polarizarlo (o "más positivo" que el riel de suministro), creo que casi nunca se encuentra una buena razón para usarlo en lugar del MOSFET de modo electrónico común.

(+1) por señalar el menor ruido de los JFET