Если весь наведенный заряд подвижен, то

, (10)

где — эффективная подвижность электронов в инверсионном слое.

Подставляя (25) в (10), находим

(11)

Интегрируя (11) по y и учитывая, что V(L)=VDS, V(0) = 0, получаем

(12)

Рис. 9. Схематическое изображение n-канального МДП-транзистора

Так как ID не зависит от у, то из (12) следует:

(13)

Выражение (13) справедливо при условии

(n-канал);

(р-канал).

При происходит перекрытие канала, при этом ток стока согласно (1-8) достигает наибольшего значения .

Будем считать, что ток стока в области насыщения остается постоянным и равным . Тогда из (1.8) следует, что передаточная характеристика в области насыщения имеет квадратичную форму:

(14),

где

Величина KN является удобным коэффициентом для оценки качества работы прибора на низких частотах.

Крутизна передаточной характеристики при насыщении, как следует из (14), линейно зависит от VGS:

(15)

Используя (14) и (15), KN можно выразить через и :

(16)

Для промышленных приборов эти параметры легко могут быть измерены или оценены из паспортных данных.

Экспериментально найдено, что для большинства МОП-приборов сопротивление сток — исток в режиме насыщения обратно пропорционально току стока. Поэтому максимальный коэффициент усиления по напряжению с помощью (16) может быть представлен в виде Таким образом, для получения большого усиления по напряжению необходимо уменьшать ток стока.

Эквивалентная схема МОП-транзистора на низких частотах имеет такой же вид, как и для ПТУП (рис. 5). Ток утечки затвора типичного МОП-прибора составляет »10-15 А, т. е. на несколько порядков меньше тока затвора ПТУП. В специальных конструкциях МОП-ПТ с охранными кольцами ток утечки затвора может быть уменьшен до 10-17 А, что делает такие транзисторы идеальными приборами для электрометрических измерений.

Упрощенная высокочастотная эквивалентная схема МОП-ПТ (рис. 10) отличается от соответствующей схемы ПТУП (рис. 6) добавлением емкостей Сbd и Cbs n+-р-переходов подложка сток и подложка — исток и последовательного сопротивления Rd- Кроме того, в схему включен конденсатор Cgb, учитывающий емкость вывода затвора и емкость, обусловленную влиянием напряжения затвора на заряд обедненной области подложки. В режиме инверсии Cgb обычно мала, однако при запертом транзисторе ее величина может составлять значительную часть общей входной емкости.