Cmos fundamentals

Fig: P-MOSFET in saturation mode of operation 
g) V
DS
≤  V
GS 
– V
T 
, V
GS 
 < V
T
At this voltage condition due to reverse bias at drain the depletion width of source increases there by 
the pinch – off voltage slightly shifts towards the drain due to increase in depletion width. At the 
condition the I
D
exists.
As the depletion region forms the electrons from drain is being pulled by electric field from source but 
at pinch – off region the electric field sweeps the electrons towards source from drain as electrons do 
not find a path after pinch – off point the velocity starts saturating and thus the mobility of electrons 
saturates this leads to constant resistance so the I
D
becomes saturating.

---

Fig: N-MOSFET in saturation - pinch - off point 
I
D
 equations: 
I. 
Cut off : 
V
GS
> v
T
I
D
=0 
II. 
Triode region: 
V
GS
– V
T
< V
DS
; I
D
= µ
n
c
ox
W/L[(V
GS
-V
T
)V
DS
- V
DS
2
/2] 
III. 
Saturation region: 
V
GS
-V
T
> V
DS
; I
D
= 1/2µ
n
c
ox
W/L[V
GS
-V
T
]
2
 
Drain characteristics: 
 
Fig: Drain characteristics of PMOSFET 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transfer characteristics: 
 

---