MOSFET是一个四端器件（栅极、源极、漏极、衬底）。
衬底一般连接到一个直流电源端:
NMOS的衬底接地GND，PMOS的衬底接高电平VDD。(为了使得MOS管中的PN结零偏或反偏，尽管如此，二极管的结电容也会对电路产生影响)
（PN结正偏不仅会形成通路，也会导致结电容急剧增大 C=ES/D）
NMOS ： 1.p型衬底和n型漏、源构成。
2. 电流由反型层(n型)沟道的电子形成
PMOS：1.n型衬底和p型漏、源构成
2. 电流由反型层(p型)沟道的空穴形成
阈值电压：
假设有一个NMOS，源极、漏极、衬底都接地。栅极电压VG=0，此时，源极和漏极之间是断开的。当给栅极加上一个正电压，此时的栅极和衬底形成了一个电容的两个极板，正负电荷会聚集在栅极和衬底的一边，于是在栅的下面形成了一个耗尽区（正的栅压吸引电子聚集）。栅极电压继续提高，达到某个临界点，耗尽区反型为n型材料。这时的VGS的值称为阈值电压VT。（临界点电压也受到源极S-衬底偏置电压VSB的影响）（VT阈值电压标志着反型的难易程度，主要受到掺杂浓度的影响。）
线性区：
现在假设VGS>VT，并在漏极和源极之间加上一个小电压VDS，该电压差使得电流从漏极流向源极。假设整个沟道上每一点的电压超过VT，那么在点x处（源极S的一侧看作坐标原点），感应出的每单位面积的沟道电荷
。其中Cox为栅氧的单位面积电容。
于是有
，W为沟道的宽度（垂直电流方向）。vn为电荷运动速度。
,
是载流子的迁移率。
对于电流从源极积分到漏极，通过积分可得，
,其中
称为工艺跨导，
。
是在VDS较小的时候得到的，此时可以发现VDS和Id之间呈线性关系（忽略较小的VDS）。因此称为电阻区或线性区。
饱和区：
需要注意的是，对于沟道上任何一点，当VGS-V(x)<VT时，在该点上就出现了夹断。
那么VDS进一步增大，当VGS-VDS<VT，也就是VGD<VT时，漏极出现夹断点。此时，夹断点到源极的压差保持在VGS-VTH，因此对于电流积分的积分限上限变为VGS-VTH，可以得到：
，电流不再是VDS的函数，为一个常数。因此称为饱和区。
上面关于饱和区的电流方程并不完全正确，Id还会受到沟道长度调制和速度饱和的影响。
1.沟道长度调制效应
导电沟道的长度受到VDS的调制：增加VDS将使得漏极的耗尽区加大（夹断点的移动），从而缩短有效沟道的长度。可以看到公式中长度L减小时，Id的值会增大。所以受VDS调制的电流结果为
2.速度饱和
表明，载流子速度和电场强度成线性关系，然而，在水平方向电场强度很高时，不再符合这样的线性关系，而是因为载流子之间的碰撞效应而趋于饱和，如上图所示。
沟道非常短的器件（短沟器件），夹断点电压差保持不变的情况下，电场强度就会更大，电场强度更容易达到临界点，载流子速度更容易达到饱和。电场强度达到临界点出现速度饱和的VDS电压称为VDSAT，即VDS>VDSAT的时候，进入速度饱和。
速度饱和电流计算和线性区计算类似，可以用积分得到结果（考虑增加VDS可能使得更大的区域饱和，类似于沟道长度调制），速度饱和的电流公式为：
,K(VDSAT)为饱和程度。
手工分析的电流方程
基于以上对于线性区、饱和区的讨论，得到了一个手工分析的电流方程
，
那么当VGS-VT最小时，说明VDS>VGS-VT，出现了夹断。
当VDSAT最小时，说明进入了速度饱和区。
当VDS最小时，说明处于线性区。
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