Не можна заперечувати, що потужні МОП-транзистори дозволили розробникам джерел живлення урізноманітнити свої схеми. Для початку скажемо, що став доступний широкий діапазон потужностей, струмів і напруг. Цими транзисторами відносно легко керувати і вони можуть працювати при частоті переключення порядку мегагерца. Оскільки є й пі p-канальні транзистори, легко домогтися спрощення і здешевлення схем. Крім того, ці транзистори можна використовувати в третьому квадранті вихідних характеристик також, як в першому. Прикладом може служити синхронний випрямляч. Внутрішній діод, який є частиною структури МОП-транзистора, часто використовується як фіксує, як діода зворотного струму або як обмежувач викидів при перехідному процесі. Якщо виявляється, що цей діод занадто повільний для конкретного випадку, його легко електрично ізолювати і використовувати зовнішній діод Шотки або діод з швидким відновленням. І, начебто всіх цих властивостей недостатньо, є IGBT-транзистор, модифікація потужного МОП-транзистора з дуже низьким падінням напруги, як у біполярного транзистора. Крім того, є SENSEFET-транзистор – потужний МОП-транзистор з можливістю зчитування струму стоку.

Враховуючи ці якості, було б стомлюючим для уяви і далі розширювати можливості МОП-транзисторів. Відзначте, однак, що розглянуті МОП-транзистори мають одну спільну обставину, всі вони працюють в режимі збагачення – навіть при тому, що деякі призначені для роботи з логічними схемами (вхідна напруга кілька вольт переводить їх у відкритий стан). Цілком природно розглянути можливість застосування МОП-транзисторів, що працюють в режимі збіднення. Ці транзистори початково знаходяться в стані «включено» і потрібно замикаючий напруга на затворі, щоб вимкнути їх. Можна пригадати, що більшість електронних ламп було по суті пристроями, що працюють в режимі збіднення. Польові транзистори з керуючим /? Л-переходом також працюють в режимі збіднення (не існує цих польових транзисторів, розрахованих на велику потужність, але це вже інша історія).

Як можна здогадатися, МОП-транзистори з режимом збіднення стали цілком доступними. Оскільки вони не отримали експериментальної підтримки подібно наявною у транзисторів з режимом збагачення, вони поки не мають велику популярність. Однак вони добре підходять для деяких схем спеціального призначення і, ймовірно, використовувати їх стануть частіше. Залишається почекати, чи будуть створені такі транзистори, які працюють з рівнями струму, напруги та потужності, порівнянними з рівнями у транзисторів, що працюють в режимі збагачення. Тим часом, експериментатори можуть багато чого добитися, придумуючи цікаві та корисні додатки, сконцентровані навколо МОПтранзісторов, що працюють в режимі збіднення.

Порівняння МОП-транзисторів, використовують режими збагачення і збіднення, показано на рис. 19.8. Видно, що транзистор з режимом збіднення (як і більшість електронних ламп) фактично працює в обох режимах. Проте немає нічого подібного постійного току сітки в лампі. Затвор МОП-транзистора в режимі збіднення швидше продовжує нагадувати конденсатор. Тут може протікати змінний струм, але немає ніякого споживання постійного струму від драйвера або джерела зміщення.

Схема стабілізатора струму (рис. 19.9), що використовує МОП-транзистор в режимі збіднення, дуже проста. Хоча на перший погляд не очевидно наявність тут елемента зворотного зв’язку, цей стабілізатор, тим не менш, є системою з замкнутим ланцюгом зворотного зв’язку. Якщо струм навантаження намагається збільшитися, то збільшення зворотного зсуву на затворі, що з’являється на резисторі в ланцюзі витоку, перешкоджає цьому підвищення. Це, при тому, що пристрій по суті зберігає майже постійний струм стоку при зміні напруги на стоці, робить його дуже хорошим джерелом постійного струму.

Рис. 19.8. Порівняння МОП-транзисторів, що працюють в режимі збагачення і в режимі збіднення. Заради простоти, внутрішні діоди в обох випадках не показані, хоча реально присутні. (А) Прохідна характеристика і позначення / i-канального МОП-транзистора із збагаченням. (В) Прохідна характеристика та позначення пканального МОП-транзистора з зубожінням.

Транзистор слід використовувати з невеликим радіатором, але не для захисту від підвищення температури, а як спосіб поліпшення стабілізації. Пристрій має позитивний температурний коефіцієнт, так що запобігання надмірного підвищення температури настільки ж важливо, як увага до електричних питань. Практично, схема може забезпечити стабілізацію струму навантаження на рівні кількох сотень міліампер. Мінімальний струм навантаження можна встановити близько 5 мА.

На момент створення книги або відсутні, або були важко доступні МОП-транзистори, що працюють в режимі збіднення, з струмами кілька ампер. При роботі з великими струмами можна запропонувати паралельне включення транзисторів. Паралельна робота двох або більше транзисторів цілком реальна, але може вимагати уваги питання поділу струму між транзисторами. Введенням резисторів з фіксованими опорами в ланцюг витоку одного або декількох таких паралельно включених транзисторів, можна розумно розподілити струм між ними. Цікава особливість цієї схеми стабілізації полягає в тому, що вона забезпечує безінерційну стабілізацію при зміні напруги джерела і навантаження, незважаючи на відсутність опорного напруги.

Рис. 19.9. Стабілізатор постійного струму, що використовує МОП-транзистор з режимом збіднення. Подібна схема, яка використовує звичайний МОП-транзистор з режимом збагачення, вимагала б спеціального зсуву.

Експериментатор повинен пам’ятати, що МОП-транзистор з режимом збіднення містить внутрішній діод, так само як транзистор, що працює в режимі збагачення. І, точно так же в залежності від конкретного застосування, цей діод міг би виявляти себе або як корисний елемент або як шкідливий. У кожному разі, гідністю схеми на рис. 19.9 з практичної точки зору є те, що вона є істинним двополюсним стабілізатором на відміну від звичайних схем стабілізації, що мають три або більше число висновків. Наслідком цієї гідності є те, що можна легко обійти конфлікти заземлення та інші схемні незручності.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.