В цепь затвора кроме E _з включают источник переменного сигнала.

Принцип работы. В цепи сток-исток имеются два p-n перехода, причём один из них обязательно закрыт (в данном случае закрыт переход сток-подложка). .

Рассмотрим энергетические диаграммы для этого случая для n-полупроводника.

Пусть E _з =0.

(x – направление, перпендикулярное к поверхности затвора).

Таким образом, между стоком и истоком имеется n-область, в которой очень мало дырок, и поэтому ток стока почти равен нулю (тепловому току – току неосновных носителей).

Если E _з <0.

Тогда в направлении x действует электрическое поле, под воздействием которого электроны уходят в глубь n-полупроводника. На границе с диэлектриком в n-полупроводнике энергетические зоны искривляются вверх.

Образовался канал p-типа, который соединяет области p⁺ стока и истока. Появился ток стока I_c, величина которого зависит от сопротивления канала, а сопротивление канала, в свою очередь, зависит от его толщины, т.е. от U _з. То есть толщина канала .

I_c зависит не только от U _зи, но и от U _си. Зависимость I_c = f ( U _си ) при U _зи = const аналогична такой же зависимости у полевых транзисторов с управляющим p-n переходом. Действительно, при большом U _зи и U _си =0 канал широкий, увеличение | U _си | приводит к расширению обеднённой области вокруг p-n перехода между каналом и подложкой.

То есть , толщина канала , характеристика I_c = f ( U _си ) переходит из крутой области в пологую.

U _н = U _зи - U _пор.

       Для пологой части характеристики большой интерес представляет зависимость I_c от U _зи. Это так называемые стоко-затворные характеристики.

Зависимость I_c от U _зи – квадратичная: при U _зи > U _о . Эта формула справедлива только для пологой части характеристик. В ней U _о – пороговое напряжение на затворе, соответствующее началу проводимости. Его более точное определение представлено при помощи рисунка.

Крутизна неодинакова в разных рабочих точках на графике слева.

В приведённой выше формуле b – константа, зависящая от геометрических размеров затвора, подвижности носителей в канале, толщины диэлектрика и его диэлектрической проницаемости.

       Таким образом, U _о <0 (нужно подать U _зи <0, чтобы образовался канал), поэтому при малых отрицательных напряжениях U _зи > U _о ток стока ещё равен нулю (точнее тепловому току).

Граница между крутой и пологой частями характеристик I_c = f ( U _си ) задаётся соотношением:

Если изменить напряжение U _подл, то подложка действует аналогично управляющему p-n переходу, то есть изменяет U _о.