direita|miniatura|Um transistor NMOS de modo de depleção e dois transistores NMOS de modo de enriquecimento compõem uma porta NAND. Em circuitos integrados, o NMOS de carga de depleção é uma forma de família lógica digital que utiliza apenas uma única tensão de alimentação, ao contrário das famílias lógicas NMOS (semicondutor de óxido metálico tipo n) anteriores, que necessitavam de múltiplas tensões de alimentação. Embora a fabricação desses circuitos integrados exigisse etapas de processamento adicionais, a melhoria na velocidade de comutação e a eliminação da fonte de alimentação extra tornaram essa família lógica a escolha preferida para muitos microprocessadores e outros elementos lógicos.
Os MOSFETs de modo de depleção do tipo n, utilizados como transistores de carga, permitem a operação com tensão única e alcançam velocidades maiores do que as possíveis apenas com dispositivos de carga de enriquecimento. Isso ocorre em parte porque os MOSFETs de modo de depleção podem ser uma melhor aproximação de fonte de corrente do que o transistor de modo de enriquecimento mais simples, especialmente quando não há tensão adicional disponível (uma das razões pelas quais os primeiros chips PMOS e NMOS exigiam várias tensões).
A inclusão de transistores NMOS de modo de depleção no processo de fabricação exigiu etapas adicionais em comparação com os circuitos de carga de enriquecimento mais simples; isso ocorre porque os dispositivos de carga de depleção são formados pelo aumento da quantidade de dopante na região do canal dos transistores de carga, a fim de ajustar sua tensão limiar. Isso normalmente é realizado por meio de implantação iônica.
Embora o processo CMOS tenha substituído a maioria dos projetos NMOS durante a década de 1980, alguns projetos NMOS com carga de depleção ainda são produzidos, normalmente em paralelo com seus equivalentes CMOS mais recentes. Um exemplo disso são os circuitos integrados Z84015 e Z84C15.
Comparativo com o CMOS Em comparação com o CMOS estático, todas as variantes de NMOS (e PMOS) consomem relativamente muita energia em regime permanente. Isso ocorre porque dependem de transistores de carga que funcionam como resistores, onde a corrente de repouso determina a carga máxima possível na saída, bem como a velocidade do gate (ou seja, mantendo outros fatores constantes). Isso contrasta com as características de consumo de energia dos circuitos CMOS estáticos, que se devem apenas ao consumo de energia transitório quando o estado de saída é alterado e os transistores p- e n- conduzem brevemente ao mesmo tempo. No entanto, essa é uma visão simplificada, e um panorama mais completo deve incluir o fato de que mesmo circuitos CMOS puramente estáticos apresentam fuga de corrente significativa em geometrias minúsculas modernas, bem como o fato de que os chips CMOS modernos frequentemente contêm lógica dinâmica e/ou dominó com uma certa quantidade de circuitos pseudo-nMOS.
Ligações externas
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