MOS管的基本工作原理
我们通过之前的分享，基本了解MOS管的工作过程：当Vgs>VT（阈值电压，Vgs(th)）时氧化物-半导体界面会产生电子反型层，此时如果在漏极（D极）和源极（S极）之间加一个较小漏电压，反型层中的“自由电子”将从源端流向漏端，理想情况下并没有电流从氧化层（沟道）向栅极（G极）流过。
当然电流也可以是S->D的方向，一般我们习惯于打开NMOS管后电流导通方向是D->S，而S->D方向由于MOS管寄生二极管的存在，在无需打开MOS管情况下就可导通。
反型层电荷数量是栅压Vgs的指数函数（10的幂次），因此MOS管的工作机理为：栅极电压对沟道电导的调制作用，而沟道电导决定了漏电流的大小。
接下来，我们分析下当Vgs>VT条件下，随着VDS电压的不断增加，ID-VDS特性曲线以及反型层电荷密度的变化，来深入理解MOS管的工作原理：
1. 当Vgs>VT且VDS较小时，如上图（a）所示；图中的反型沟道层的厚度表明了其相对电荷密度，此时相对电荷密度在沟道长度方向上为常数（固定值），其ID-VDS特性曲线为ID随VDS线性增加，其MOS管导通电阻为一固定值。
2. 当VDS继续增大，如上图（b）所示；由于漏极电压VD增大，VDB电压增加，导致衬底空间电荷区增加；又由于漏端附近的氧化层的压降减小（VGD减小），所以沟道反型电荷密度减小，从而漏端沟道电导减小，ID-VDS特性曲线斜率减小。
3. 当VDS增大到漏端的氧化层压降等于VT（阈值电压）时，如上图（c）所示；根据之前分析此时漏极处的反型层电荷密度为0，漏极电导为0，这意味着ID-VDS特性曲线斜率为0；此处的条件是： VDS(sat) = VGS-VT，这个点也称为预夹断点。
此时大家可能会产生一个疑问，这里没有“自由电子”了，那么ID=0么？
这显然跟实际应用的经验不符，也跟ID-VDS特性曲线不符，这里只是ID不再增加，而并非ID=0。
那么既然“自由电子”已经被夹断，ID电流是从哪里来的呢？
1, 首先，我们看到VS一直都是GND，那么在VGS不变的情况下，S端的沟道反型电荷密度就不会变，而且只要VDS之间有电场，“自由电子”就会向D端移动；说明“自由电子”从S端发出来是没有变化的。
2, 其次，我们再看D端，VDS增加即VD相对GND的电压增大，当VD=VDS(sat)时，氧化层压降等于VT不足以吸引到“自由电子”形成反型层，所以D端附近是一个空间电荷区。
3, 我们再来回顾下NPN三极管的B-C结：当B-C结反偏时（B-E结正偏），此时B区大量的少子-“自由电子”跨越B-C结到C区（反偏时，是少子的运动）；所以此时MOS管D端与反型层的情况与三极管B-C结反偏一样：“自由电子”从S端发出，其浓度按梯度递减，到达D端的PN结时浓度为0，然后被空间电荷区电场“瞬时”推到了D端。
4, 所以这些“消失”的、被“夹断”的“自由电子”去哪了？我猜是被漏极提前“拉”走了吧。
4. 当VDS >VDS(sat) 时，沟道中的反型电荷为0的点移向S端，如下图（d）所示；随着D端电压的继续增加，其空间电荷区的范围增大，所以反型电荷为0的点也不断被向左推，但此时漏电流不会再增加（ID是常数），MOS管进入饱和区。
当VGS改变时，ID-VDS特性曲线也将有所变化，我们看到若VGS的增大，那么ID-VDS特性曲线的斜率也增大；如下图所示为N沟道增强型MOSFET的曲线簇图。
