结构
NMOS 结构
NMOS 由栅极（gate）、源极（source）、漏极（drain）和 MOSFET 衬底（substrate、body）构成。以上部分组成了两个 pn 结（源极-衬底结和漏极衬底结），但它们始终保持反向偏压。栅极和衬底之间有氧化层隔断。
栅极
栅极，顾名思义，是一个起控制作用的部分。在栅极不走电流，因此 NMOS 也被称作绝缘栅场效应管。栅极、氧化物层以及衬底构成了类似电容器的结构，叫 MOS 电容器。
指向原始笔记的链接源极
在 NMOS 中，源极和漏极的构成完全相同，使他们形成区别的是在结构上设计的电路。在栅极施加电压的时候，电子从源极向漏极传导以形成电流。
指向原始笔记的链接漏极
在 NMOS 导通的时候，电流从漏极传输到源极，漏极是电子离开 NMOS 的地方
指向原始笔记的链接MOSFET 衬底
用以形成沟道和 PN 结的部分。通常接地，电压为 0V。
指向原始笔记的链接除此之外，还有
指向原始笔记的链接形成的用于隔离各个 MOSFET 的结构。
NMOS 工作状态
理想 NMOS 的工作模式
NMOS 一般有三种工作状态，只由
和 两处电压进行调控。 调控 NMOS 的开关状态， 则是调控 NMOS 的工作区间。在 NMOS 工作时，衬底通常接地，源极保持和衬底一样的电位（以避免体效应）。 1. 截止
在栅极电压为 0 的时候，漏和源相当于两个阴极相连的二极管，这样使得即使施加漏源电压
，电流也无法从漏到源导通。此时形成了约 的电阻。 2. 导通
当在栅极施加的电压满足
的时候，NMOS 导通。NMOS 导通的过程总结为，先耗尽再反型。 2.1. 形成耗尽层
我们将源极和漏极接地，并在栅极上施加一个正电压。由于源极接地，栅极电压实际上出现在栅极和源极（或漏极，以源级为例）之间，表示为
。 栅极上的正电压首先导致自由空穴（带正电）从栅极下方的衬底区域（沟道区域）被排斥。这些空穴被向下推入衬底，形成一个新的不含自由载流子的耗尽层。
2.2. 形成反型层
栅源电压除了对衬底中的空穴有排斥作用，对于源级和漏极中的自由电子同样有吸引作用。当栅源电压大于阈值电压
时，就会形成反型层，使得源级和漏极之间导通。阈值电压 就是形成沟道的最小栅源电压。
形成沟道之后，栅极和沟道就共同构成了一个以氧化层为介质的平行板电容。我们用氧化物电容
来描述这个平行板电容器的单位栅极面积的电容。 过载电压（有效电压）就是栅源电压和阈值电压之间的差值。
过载电压
指向原始笔记的链接
为栅源电压； 为阈值电压 3. 施加漏源电压
在漏源电压为 0 的时候，可以看出沟道处处电压为 0。并且施加于氧化层介质上的电压处处等同于栅源电压
。 3.1. 线性区
NMOS 线性区
当有
时，说明 NMOS 进入线性区。并且有 ，说明 NMOS 并未进入饱和区。 当我们施加较小的漏源电压时，自由电子从源级向漏极运动，形成了 漏极电流。
长沟道 MOS 器件线性区漏极电流计算式
指向原始笔记的链接
为工艺跨导参数 由此我们也知道了漏源电阻。
指向原始笔记的链接漏源电阻计算式
指向原始笔记的链接 3.2. 饱和区
指向原始笔记的链接NMOS 饱和区
当满足
并且 的时候，NMOS 沟道开始夹断进入饱和区。此时 I-V 关系变为非线性关系，并且由于在感应形成的沟道上的电压差（从夹断点到源）保持在 （也就是夹断之后， ），由此电流保持为常数。
对于长沟道器件而言，当通道开始夹断的时候，漏极电流还需要考虑沟道长度调制效应对沟道的影响。
指向原始笔记的链接NMOS 饱和区的漏极电流计算式
指向原始笔记的链接
为沟道长度调制系数。
