首先讨论将栅极与源极短路、接地（VGS=OV）时的状况。如图1.9所示的MOS晶体管。这种状态下，虽然漏极上加电压VDS，但是在漏极—源极间简直没有电流流过。为什么？如图1.10所示，这是由于此时的漏极与源极间能够等效为两个pn结二极管反向连接。
工作原理
1．VGS从0V→渐增加
当栅极—源极间的电压VGS从0V逐步增加时（图1.11），那么在一定电压下，如图1. 12所示，在栅氧化膜下面会构成称为沟道的n型化的区域，即构成n型反型层。这个沟道就是将源区与漏区l连接起来的电子通路。这时如图1.12所示，当漏极加电压VDS时，漏极—源极间就有电流流过，该电流叫做漏极电流。把构成沟道所必需的栅极—源极间的电压叫做阈值电压VT，关于Si MOS晶体管来说，大约是0.6V。用VTN、VTP分别表示NMOS晶体管和PMOS晶体管的阚值电压。栅极—源极间所加电压VGS高于阈值电压VT构成沟道的状态称为强反型状态(strong inversion)。
2.当VGS大于VT，VDS增加时
在坚持VGS大于VT前提下，VDS逐步从OV增大时，如图1.13(a)所示，漏极电流ID也在增加。这时的漏极电流表达式由下式给出：
式中，W是MOS晶体管的沟道宽度；L是MOS晶体管的沟道长度。w与L都是重要的参数，沟道宽度W和长度L如何肯定是晶体管设计中的重要问题，这里首先需求留意的是，漏极电流ID与沟道宽度W成比例，而与沟道长度L成反比。
基础参数
3．决议电学特性的其他参数
我们再来看式(1.1)中的其他参数。μ是载流子迁移率，在NMOS与PMOS中分别是电子和空穴的迁移率，用μn和μp表示。其典型值为
就是说，PMOS与NMOS的迁移率相差3倍。假如晶体管的电流驱动才能相同，那么NMOS的尺寸大小就只要PMOS的1/3。
Cox是MOS晶体管单位面积的栅电容，由下式给出：
式中，εox真空介电常数(8.85X10-14［F/cm］）,εox为栅氧化膜的相对介电常数（SiO2是3.9）；tox是栅氧化膜的厚度。
式(1.1)表示的漏极电流表达式适用的条件是VGS>VT，VDS≤VGS-VT。在这个条件下MOS晶体管的工作区域称为非饱和区，也叫做线性区(linear region）
当VDS处于OV左近时，精确地说，是当VDS《2(VGS-VT)时，式(1.1)右边的第2项能够疏忽不计，能够近似为下式：
由该式能够看出，当VDS《2(VGS-VT)时，ID与VDS成比例。实践上，如图1.13(b)所示，在VDS接近ov的区域，能够看到ID与VDS，成比例地增加。随着VDS的增大，式(1.1)中的-VDS2／2变得不可疏忽，这时ID的增加就迟缓了。
在VGS大于VT的强反型状态，假如漏极-源极电压进一步增加，到达VDS=VGS-VT时，漏极电流ID就变为下式：
在漏极-源极间电压进一步增加的状况下（也就是VDS>VGS -VT），漏极电(流不再像前面那样增加，根本上是一定值，其值由式(1.4)给出。这个工作区域（VDS>VGS-VT）称为饱和区。
工作基本原理
4．模仿电路工作在饱和区
图1. 14示出漏极电流ID与漏极-源极间电压VDS的关系。非饱和区与饱和区R的分界是
VDS=VDS-VT
在CMOS模仿电路中，MOS晶体管通常工作在饱和区（但是，在MOS晶体管作为开关运用的场所，由于漏极—源极间没有电位差，即VDS=OV，所以工作在非饱和区）。成为饱和区与非饱和区的分界的漏极—源极间电压VDS十分重要，这里用VGS-VT=VDSsat示。
需求指出的是，MOS晶体管的饱和区相当于双极晶体管中的活性区或者激活区( active region)，而与双极晶体管中的饱和区概念完整不同。
图1. 15是以栅极-源极间电压VGS为参变量的状况下漏极电流ID与漏极-源极间电压VDS的关系。随着VGS的增加，ID也在增。虚线表示饱和区与非饱和区的分界。能够看出，VGS越高为了使晶体管丁作在饱和区就需求更大的VDS。
再来讨论以栅极-源极间电压VGS为横轴时漏极电流ID的变化。当MOS晶体管工作在饱和区时，由于这时的ID由式(1.4)给出，所以如图1.16所示，ID与VGS的关系是2次方特性。
取式(1.4)两边的平方根，就是
能够看出，ID是VGS的一次函数。图1.17示出ID与VGS的关系。从该图中可以看出，在VGS>VT时，ID是VGS的一次函数。外插直线与横轴VGS的交点就是阈值电压VT。
烜芯微专业制造二极管，三极管,MOS管，20年，工厂直销省20%，1500家电路电器生产企业选用，专业的工程师帮您稳定好每一批产品，如果您有遇到什么需要帮助解决的,可以点击右边的工程师,或者点击销售经理给您精准的报价以及产品介绍
烜芯微专业制造二极管，三极管,MOS管，20年，工厂直销省20%，1500家电路电器生产企业选用，专业的工程师帮您稳定好每一批产品，如果您有遇到什么需要帮助解决的,可以点击右边的工程师,或者点击销售经理给您精准的报价以及产品介绍