Die wichtigste Kenngröße des MOS-Transistors
ist die Einsatz- oder Threshold-Spannung .
Die Threshold-Spannung wird (physikalisch motiviert, aber dennoch
willkürlich) als jene Gate-Source-Spannung definiert,
bei der an der Halbleiter-Oxid-Grenzfläche
gerade Ladungstägerinversion auftritt.
Dabei ist die Konzentration der Minoritätsladungsträger
(Elektronen beim
-Kanal-MOSFET, Löcher beim
-Kanal-MOSFET)
dem Betrag nach gleich groß wie die Konzentration der
Majoritätsladungsträger im unbeschalteten Bauelement.
Für den -Kanal-Transistor mit uniformer Substratdotierung
wird die Threshold-Spannung wie folgt angegeben [Sze81]:
Dabei ist die Austrittsarbeitsdifferenz zwischen Gate-Material
und Halbleiter sowie die Auswirkung von fixen Ladungen
an der
Halbleiter-Oxid-Schnittstelle berücksichtigt.
Die Oxidkapazität
mit
Oxiddicke
wird je Flächeneinheit angeben.
ist die
Dotierungskonzentration im Substrat und
das
eingeprägte (,,built-in``) Potential.