Kısacası, bir alan-etkili transistörün (FET) çalışma prensibi şu şekildedir: "kanal boyunca drenaj ve kaynak arasında akan akım ID'si, kapı ve kanal arasındaki pn bağlantısı tarafından oluşturulan ters-önyargılı geçit voltajı tarafından kontrol edilir." Daha kesin olarak, ID akış yolunun genişliği, yani kanal kesit alanı, pn bağlantısının ters eğilimindeki değişikliğin neden olduğu tükenme katmanı genişlemesindeki değişiklik tarafından kontrol edilir. VGS=0'nin olduğu-doygun olmayan bölgede, geçiş katmanının genişlemesi çok büyük değildir. Drenaj ve kaynak arasına uygulanan VDS elektrik alanına göre kaynak bölgesindeki bazı elektronlar drenaj tarafından çekilir, yani ID akımı drenajdan kaynağa doğru akar. Geçitten drenaja kadar uzanan geçiş katmanı kanalın bir kısmını bloke ederek ID'nin doymasına neden olur. Bu duruma kıstırma-kapalı denir. Bu, geçiş katmanının kanalın bir kısmını bloke ettiği ancak akımın kesilmediği anlamına gelir.
Geçiş katmanında elektronların ve deliklerin serbest hareketi olmadığından ideal koşullar altında neredeyse yalıtkan özelliklere sahiptir ve akım genellikle çok yavaş akar. Ancak bu noktada drenaj ve kaynak arasındaki elektrik alanı aslında iki geçiş katmanının temas halinde olduğu drenaj ve geçidin tabanına yakındır. Sürüklenen elektrik alanı tarafından çekilen yüksek-hızlı elektronlar geçiş katmanından geçer. Sürüklenen elektrik alanının gücü neredeyse sabit kaldığı için ID doygunluğu meydana gelir. İkinci olarak, VGS negatif yönde değişir ve VGS=VGS(kapalı) hale gelir, bu noktada geçiş katmanı kabaca tüm bölgeyi kaplar. Ayrıca, VDS'nin elektrik alanının çoğu geçiş katmanına uygulanarak elektronları sürüklenme yönüne doğru çeker, kaynağın yakınında yalnızca çok kısa bir kısım kalır ve akım akışını daha da engeller.
MOS Alanı-Efekt Transistörü Güç Anahtarı Devresi
MOS alan-etki transistörleri aynı zamanda metal-oksit-yarı iletken alan-etki transistörleri (MOSFET'ler) olarak da bilinir. Genellikle iki türde gelirler: tükenme-modu ve geliştirme-modu. Geliştirme-modu MOSFET'ler ayrıca NPN ve PNP türlerine ayrılabilir. NPN türüne genellikle N-kanal denir ve PNP türüne de P-kanal denir. Bir N-kanal alanı-etki transistörü (FET) için kaynak ve drenaj, N- tipi bir yarı iletkene bağlanır ve benzer şekilde, bir P-kanal FET'i için kaynak ve drenaj, P- tipi bir yarı iletkene bağlanır. Bir FET'in çıkış akımı, giriş voltajı (veya elektrik alanı) tarafından kontrol edilir ve minimum veya hiç olmadığı düşünülebilir. Bu, yüksek bir giriş empedansıyla sonuçlanır; bu nedenle buna alan{20}}etkili transistör (FET) adı verilir.
Bir diyota ileri voltaj uygulandığında (P-terminalden pozitife, N-terminalden negatife), diyot iletir ve akım PN bağlantısından akar. Bunun nedeni, P- tipi yarı iletkene pozitif voltaj uygulandığında, N- tipi yarı iletkendeki negatif elektronların pozitif voltajlı P- tipi yarı iletkene çekilmesi, P- tipi yarı iletkendeki pozitif elektronların ise N- tipi yarı iletkene doğru hareket etmesi ve böylece bir iletken akım oluşturmasıdır. Benzer şekilde, diyota ters voltaj uygulandığında (negatif terminale bağlanan P-terminali ve pozitif terminale N-terminali bağlanır), P-tipi yarı iletkene negatif voltaj uygulanır. Pozitif elektronlar P- tipi yarı iletkende yoğunlaşırken, negatif elektronlar N- tipi yarı iletkende yoğunlaşır. Elektronlar hareket etmediği için PN ekleminden akım geçmez ve diyot kesilir. Daha önce analiz edildiği gibi, kapıda voltaj olmadığında, kaynak ile drenaj arasında akım akmaz ve MOSFET kapalı durumdadır (Şekil 7a). N-kanallı bir MOS MOSFET'in kapısına pozitif bir voltaj uygulandığında, elektrik alanı nedeniyle, N- tipi yarı iletkenin kaynağından ve drenajından gelen negatif elektronlar kapıya çekilir. Ancak oksit filminin tıkanması nedeniyle elektronlar, iki N-kanalı arasındaki P- tipi yarı iletkende birikir (bkz. Şekil 7b), böylece bir akım oluşturur ve kaynağı ve drenajı iletken hale getirir. İki N-tipi yarı iletkenin bir kanalla birbirine bağlandığı ve geçit voltajının oluşturulmasının aralarında bir köprü kurmaya eşdeğer olduğu hayal edilebilir. Bu köprünün boyutu kapı voltajına göre belirlenir.
C-MOS Alanı-Efekt Transistörü (Geliştirme-Modu MOS Alanı-Efekt Transistörü)
Bu devre, bir geliştirme-mod P-kanal MOS alanı-etki transistörünü (EMT) ve bir geliştirme-mod N-kanal MOS alanı-etki transistörünü (N-kanal MOS alanı-etki transistörü) birleştirir. Giriş düşük olduğunda, P-kanal MOS alan-etki transistörü açılır ve çıkışı, güç kaynağının pozitif terminaline bağlanır. Giriş yüksek olduğunda, N-kanallı MOS alanı-etki transistörü açılır ve çıkışı toprağa bağlanır. Bu devrede, P-kanal ve N-kanal MOS alanı-etki transistörleri her zaman giriş ve çıkış fazları ters olacak şekilde zıt durumlarda çalışır. Bu işlem daha büyük bir akım çıkışına izin verir. Eş zamanlı olarak, kaçak akım nedeniyle MOS alan{20}}etkili transistör, kapı voltajı 0V'a ulaşmadan önce, genellikle kapı voltajı 1 ila 2V'den düşük olduğunda kapatılır. Kapatma-voltajı, belirli MOS alan{26}}etki transistörüne bağlı olarak biraz değişir. Bu tasarım, her iki transistörün aynı anda iletim yapmasından kaynaklanan kısa devreyi önler.
