当漏极电压升高,栅极靠近漏极的相对电压就小,因此沟道受其影响宽窄不同。由于电流是连续的,所以窄的地方电流密度大,这也好理解,如下图所示。这是源漏电流IDS是随其电压VDS增大而线性增大的“线性区”。
沟道宽窄受两端电压影响(线性区)
要注意的是,这时栅极电压绝对值并没有降低,靠近漏极沟道变窄的原因,是栅极的影响力部分被漏极抵消了。一部分本来可以栅吸引形成沟道的电子,就被漏极正电压拉过去了。
当漏极电压继续升高,如果超过栅电压,造成沟道右边不满足开通条件而“夹断”。之所以出现夹断点,是因为在这个点,栅极对电子的吸引力被漏极取代。这时候MOS管进入“饱和区”,电流很难继续随电压增大。
很多同学理解不了既然这时候沟道夹断了,不是应该截止了吗?为什么还会继续有电流?
原因是虽然理论上沟道已经“夹断”,但这个夹断点很薄弱。为什么说它薄弱?因为夹断点后面支撑它的不是原来P型区域,而是电压升高更吸引电子的漏极及其空间电荷区。因此电子冲入空间电荷区,就相当于几乎没有阻挡的“准自由电子”快速被漏极收集。如下图所示。
沟道“夹而不断”(饱和区)
可以想象,随着靠近漏极的沟道越来越细,很多高速的电子冲过来,一部分挤过夹断点进入空间电荷区,然后被漏极正电场高速收集(形成示意图中紫色电流)。漏极电压越高,夹断点越后退,造成电子越难穿越,因此饱和区电流不再随电压增大而线性增大,毕竟不是所有电子都能冲过夹断点。源漏电流电压曲线如下图所示。