回答:
確かに、それらはあまり広く使用されていませんが、まだ利用できるいくつかの理由があります。
ソースとゲートの間に抵抗を配置すると、定電流ソースが作成されます。
電流が増加すると、抵抗両端の電圧降下が増加するため、ゲート電圧が低下し、MOSFETが少しオフになります。電流が減少すると、MOSFETは少しオンになります。これにより常に平衡が保たれるため、2つのコンポーネントのみを備えた電流源があり、その電流は抵抗とゲートしきい値にのみ依存します(ただし、あまり正確ではありません)。
これらの電源は、1次側のコントローラーチップ(220Vまたは110V)を使用します。チップの実行には低電圧(通常10V)が必要であり、この電圧は効率を上げるためにトランスの補助巻線から供給できます(ツェナーで一次側の高電圧を落としてチップに電力を供給する場合、低負荷で重要になる電力を無駄にします)。これは問題ありませんが、供給が開始されたとき、補助巻線にはまだ電圧がないため、コントローラーに電力を供給できず、コントローラーは起動しません。
それで、どういうわけか、少なくとも起動中は、高電圧を落としてコントローラーに電力を供給しなければなりません。しかし、いったん起動し、補助巻線でコントローラに電力を供給できるようになると、電力を浪費するこの電流経路を切断したいと思うでしょう。空乏フェットでそれを行う場合、それは非常に簡単です:基本的には、ソースをコントローラの電源ピンに、ゲートをコントローラのグランドに、ドレインを高電圧に設定するだけです(これは簡易ビュー):
このように、コントローラーに電力が供給されていない場合、高電圧がコントローラーに電力を供給し(ゲートに電圧がない)、コントローラーに電力が供給されると、高電圧経路が遮断されます(ゲートに負電圧)。エンハンスメントモードフェットを使用してそれを行う他のすべての方法は、効率が低下します(コンポーネントが多くなり、電力が無駄になり、複雑になります)。これが、あなたが見つけることができるほとんどの標準的な消耗モードfetが実際に高電圧部品である理由です。
空乏フェットは通常非常に高いRDSonを持っているため、このアプリケーションは信号または低電流供給の保護に限定されます。これは典型的な回路です:
信号電圧が高くなりすぎても、ゲートはツェナー電圧に維持されます。したがって、MOSFETは導通を停止するため、出力はVz + VGSthresholdを超えることができません。実際にはレギュレータのように機能し、信号をクランプします。これでIC入力を保護することができます。名目上の場合の唯一の結果は、MOSFETのRDSon(抵抗とツェナーだけよりも低いインピーダンス)です。
上記の回路が単純なNPNレギュレーターのように見えることに注意してください。ただし、大きな違いが1つあります。NPNレギュレータでは、出力電圧はVz-0.6Vです。デプレッションFETの場合、出力電圧はVz + VGSthです。クランプ出力は基準を上回っています。
レギュレータを使用した過電圧保護の別の使用例:
原理は、レギュレータ出力をゲートに供給されるリファレンスとして直接使用していることを除いて、上記と同じです(ツェナーは回避できます)。これは、FETの出力がリファレンスを上回っているという事実が有用な場合です。リファレンスは安定化された5Vであり、レギュレータのドロップアウトに対してVGSthが許可されていることがわかります。
そのため、高電圧定格では空乏型FETを簡単に取得できるため、レギュレータを数百ボルトに簡単に耐えることができます(電源電圧に便利です)。繰り返しますが、これは低電流(数十mA)に対してのみ実行できることに注意してください。
それらは一度にロジックICでも使用されています(80年代前半)。
基本的に、これらは、CMOS ICで現在使用されているP型FETの代わりに、高レベルのパス要素として使用されました。これは、出力が低いときに値が高くなるプルアップ抵抗器として主に機能し、電力消費を削減し、高レベル状態で低インピーダンスを維持します。インバーターゲートの例:
「depletion-load_NMOS_logic」ウィキペディアのエントリを参照してください。
追加のリソース
詳細については、いくつかのアプリノートがあります。
拡張モードでも空乏モードでもないデバイスはどうですか?または、どちらが曖昧なのでしょうか?
多くのCMOSプロセスには、「ネイティブ」トランジスタが含まれています。これらは、特定のインプラントが適用されておらず、そのため非常に低いしきい値電圧を持つトランジスタです。一部のプロセスでは、このしきい値は負になり(NMOSの場合)、空乏デバイスになります。
これらは、バイアス回路、レールへのプルアップ/プルダウン、およびレールツーレール(RR)動作のオペアンプで使用できるように存在します。RR動作を得るためにネイティブトランジスタを用意する必要はありませんが。
バイアス回路では非常に便利なので、電源投入時にアクティブに制御できます(これらの回路が最初に有効になります)。また、動作範囲を広げることができます。たとえば、従来の電流ミラーはレールの近くで動作しません(Vth以下) 。ネイティブデバイスを使用して、サブスレッショルド領域の通常のデバイスを制御できます。
そのため、今日の世界でさえ、これらのデバイスは疑わしいものよりはるかに一般的です。
注として、これらのデバイスのウィキペディアのエントリは、追加のインプラントがあると述べるのは間違っています。場合によってはそうかもしれませんが、私が知っている約5つの異なるファウンドリでは、これらのデバイスのプロセスステップが削除されています。