Напряжение между истоком и стоком присутствует

Для упрощения считаем, что контакт истока И заземлен.

Приложим напряжение только между контактами стока С и истока И (рис. 4.1, б) так, что U _си > 0, а U _зи = 0 при объединенных затворе и истоке, т.е. j_и = j_з = 0. По мере увеличения напряжения U _си при малых напряжениях на стоке через объем n -канала протекает ток стока I _с (электроны дрейфуют вправо, но ток направлен влево). Падение напряжения U _си на длине d канала полупроводника (замещаемого последовательно соединенными резисторами R_i) создает такое распределение потенциалов j(R_i), что потенциалы точек объема канала являются неодинаковыми по его длине, возрастая от нуля на истоке j_и = 0 до j_с = U _си на стоке.

Рассмотрим следствие подобной неэквипотенциальности различных точек области канала. Допустим, на стоке j_с = 10 В, а j_з = 0 B. Тогда разность потенциалов между точками канала с потенциалом j(R_i) и контактом затвора З равна:

- в области контакта И истока: j(R_i) - j_з = 0;

- в середине канала: j(R_i) - j_з = +5 В;

- в области контакта С стока: j(R_i) - j_з = +10 В.

Заметим, что по всей длине в различных точках n -канала имеются положительные потенциалы j(R_i). Но поскольку каждая точка n -канала отделена от p ⁺-области протяженным p-n -переходом, и так как потенциал затвора З - нулевой, то эти потенциалы j(R_i) смещают p-n -переход в обратном направлении. Этими обратными потенциалами, приложенными к протяженному p-n -переходу, обедненная область p-n -перехода везде расширяется, ²прорастая² в канал. Но поскольку на контакте стока j(R _c) - j_зи = j_с - j_и = +10 В, то именно у контакта С область p-n -перехода расширена в наибольшей степени, а, значит, канал максимально сужен. Следовательно, по мере увеличения напряжения на стоке ширина канала уменьшается w(U _зи) ® 0 (S ® 0; R_n ® ¥), вплоть до закрытия (²перекрытия², ²смыкания²) канала.

Подчеркнем, что канал сужается везде (от истока к стоку), но максимальное сужение реализуется именно там, где существует наибольшее обратное напряжение между контактами ²сток-затвор², а именно, у стока! По мере увеличения напряжения U _си происходит расширение области p-n -перехода и сужение проводящего n -канала. Например, если управляющих переходов два (рис. 4.2, б), то при определенных напряжениях U _си границы обоих p-n -переходов, приближаясь друг к другу, смыкаются, при этом w(U _зи) = 0, а сопротивление R_n перекрытого канала становится наиболее высоким.

Напряжения U _си и U _зи присутствуют одновременно

На рис. 4.2, в показано результирующее влияние одновременного действия на канал обоих напряжений U _си и U _зи при U _си > 0, U _зи < 0. В отличие от предыдущего случая (рис. 4.2, б) отрицательный потенциал контакта затвора (по отношению к истоку) еще в большей степени закрывает управляющий
p-n -переход по всей длине канала. Обедненная область еще в большей степени ²прорастает² в канал так, что он перекрывается не только у стока, но и всей правой части полупроводника, примыкающей к стоку.