FETの電流特性の理由と疑問点について

質問

• FETの電流特性について調査しました。ソースドレイン電圧の増加に伴い、電流は線形に増加し、最終的には飽和します。この特性は、チャネルのドレイン側が狭くなり、ピンチオフするためです。
• ドレイン側のみのチャネルが細くなる理由や、ピンチオフ後も電流が流れ続ける理由については、詳細は分かりません。しかし、特別な現象（例：トンネル電流）が関与している可能性があります。
• さらに、電圧を上げるとチャネルが短くなり、ピンチオフ点から先は全く電流が流れないはずですが、なぜ一定の電流が流れ続けるのかは不明です。詳細な理由については、専門家による解説が必要です。

回答No.1

gandhi-

まずMOSFETでチャネルが形成するには、ゲートと半導体間に反転状態までバンドを曲げる電位差が必要です。
ドレイン電圧Vdsが印可されると、チャネルのドレイン側の電位はVdsに近くなり、ゲート電極の電位Vgとの差が減少します。
結果、電位差が不十分になり、反転電荷を誘起することが出来なくなります。

またピンチオフ(チャネルが途切れて)しても電流が流れる原因ですが、この空乏層はドレイン側に電子を引き込んでいます。
バンドを考えると分かると思います。

一般的な半導体デバイスに関する教科書を調べると解析的に飽和特性など算出しているので、理解できると思います。

補足

さっそくのご回答ありがとうございます。

ゲート方向に生ずる電位差がチャネル方向にそって変化するからというのはわかったのですが、ということは、チャネル方向の電圧は一定で、ゲート方向にかかる電圧はドレインに近づくにつれてリニアに減少するということになるのでしょうか？