При выводе выражений для электрических параметров МДП-транзистора будем считать, что подвижность носителей тока в канале не зависит от напряжения на затворе. Это условие справедливо не всегда, особенно при малом и большом напряжениях на затворе. В общем случае справедливость предположения о постоянстве подвижности носителей будет зависеть от физической структуры границы раздела кремний — диэлектрик. Если на границе раздела этих двух областей имеется большое количество ловушек, то дрейфовая подвижность в канале будет резко уменьшаться при низких напряжениях на затворе. Этот эффект легко объясним. Если затвор имеет небольшой положительный потенциал относительно подложки, то из объема материала р-типа по направлению к границе раздела кремний — диэлектрик притягивается небольшое количество электронов. Большинство этих электронов захватывается ловушками, т. е. электроны становятся неподвижными. Следовательно, в этом случае можно говорить только о некоторой эффективной подвижности электронов в области канала, которая, очевидно, меньше обычной подвижности, определенной для объема полупроводника.

Введем следующие обозначения: n — концентрация электронов в области канала; nt — концентрация захваченных электронов в области канала; n—nt — концентрация свободных электронов в области канала; µn — дрейфовая подвижность электронов в подложке. Тогда эффективная дрейфовая подвижность в области канала

µэфn=µn(n-nt)/n+µзахв(nt/n)

Для электронов, локализованных на ловушках,

µзахв=0

Следовательно, эффективная подвижность электронов в области канала

µэфn=µn((n-nt)/n)

Поскольку

(n—nt)/n<1,

то

µэфn<µn

На практике вследствие вторичных эффектов эффективная подвижность при средних напряжениях на затворе немного меньше, чем в объеме.

При возрастании положительного потенциала на затворе количество электронов, поступивших из подложки р-типа, возрастает, и они притягиваются в область канала. Оставшиеся свободными ловушки быстро заполняются, и, в конечном счете, концентрация свободных электронов в канале значительно превысит концентрацию электронов, локализованных на ловушках.

При более высоких напряжениях на затворе n>>nt, и теоретически эффективная подвижность приблизится к величине объемной подвижности. При больших напряжениях на затворе µэфn приближается к µп.

Для транзистора с каналом n-типа с обогащением ток между стоком и истоком появляется при положительном потенциале на затворе, составляющем несколько вольт. Так называемое пороговое напряжение соответствует началу процесса захвата электронов, втянутых в область канала по поверхностным ловушкам. Дальнейшее увеличение концентрации свободных электронов в области канала не будет происходить до тех пор, пока большинство ловушек не заполнится. Транзистор с каналом р-типа обычно имеет более высокое пороговое напряжение, чем аналогичный транзистор с каналом n-типа. Действительно, если у поверхности «кремния существует начальный канал n-типа, то он обедняется раньше, чем. в этой области создается достаточная концентрация дырок. Кроме того, дырки, так же как и электроны, захватываются поверхностными ловушками.

При высоких напряжениях на затворе предположение о постоянстве подвижности нарушается. При низких напряжениях на затворе подвижность носителей уменьшается. Однако механизм этого явления совершенно другой. Толщина диэлектрического слоя, находящегося между затвором и подложкой, настолько мала, что при высоких напряжениях на затворе поле затвора обычно превышает 106 в/см. Если напряженность поля в диэлектрике достаточно высока, то на носители тока, протекающего в канале между стоком и истоком, действует сила, оттесняющая их к границе раздела диэлектрик— полупроводник, которая непрерывно отражает носители. Если граница раздела представляет собой настолько идеальную плоскость, что до и после столкновения носителей момент их движения остается постоянным, подвижность носителей также не изменяется.