ディプリーション負荷NMOSロジック
回路図から負荷MOSFETの動作を決める変数は以下のようになる。
ドレイン・ソース間電圧 VDS = Vdd - 出力電圧
ゲート・ソース間電圧 VGS = Vdd - 出力電圧(飽和エンハンスメント負荷のとき)
ゲート・ソース間電圧 VGS = Vgg - 出力電圧(線形エンハンスメント負荷のとき)
ドレイン・ソース間電流 IDS = VDS のおおよそ2乗に比例
出力電圧が低下すると、VDS と一緒に VGS も増えることになる。そのため、IDS は、VDS のおおよそ2乗に比例して増えることになる。つまり出力電圧が低下すると過剰な電流が流れて消費電力が悪化する。その一方で出力電圧が増大すると電流がわずかしか流れないので、動作速度が低下する。
このように抵抗器の代わりにエンハンスメントモードMOSFETを使う方法は速度や消費電力の面で問題がある。
インテル独自のディプリーション負荷NMOSは、HMOS(High density, short channel MOS:高密度・短チャネルMOS)として知られていた。 最初のバージョンは1976年に導入され、インテルのSRAM製品に最初に使われた。まもなく、8085、8086、そしてその他のチップの高速版あるいは低消費電力版に使われた。
HMOSは改良され続け、4つの明確な世代を通過した。 インテルによると、HMOS II(1979年)は、同世代の他の一般的なディプリーション負荷NMOSプロセスの2倍の密度かつ電力あたりで4倍の速度の製品を提供した。 このバージョンは多くのサードパーティーとライセンス契約を交わすことになった。モトローラはMC68000のためにHMOS IIを使った。コモドール・セミコンダクター・グループはMOS 6502を微細化したMOS 8502のためにHMOS IIを使った。
最初のHMOSプロセス(後にHMOS Iとされる)は、チャネル長が3ミクロンだった。
静的CMOSと比較して、全種類のNMOS(とPMOS)は、定常状態において比較的電力を多く求める。 この原因は、抵抗器の代わりとして動作する負荷トランジスタに依存しているからである。ここで静止電流(英語版)は、出力における最大負荷だけでなく論理ゲートの速度を決定する(他の要因が一定のとき)。 このことは静的CMOS回路の消費電力特性と比べて対照的である。CMOSは、出力状態が変化するときにだけ遷移電力を消費し、pチャネル型MOSFETとnチャネル型MOSFETは短時間だけ同時に導通するので、低消費電力である。