Von zentraler Bedeutung für ein gutes Gesamtverhalten einer
MOSFET-Schaltung ist der maximale Drainstrom oder Sättigungsstrom
, den ein einzelner Transistor zu treiben vermag,
wenn sowohl Drain-Source-
als auch Gate-Source-Spannung gleich der Versorgungsspannung sind.
In der Simulation hat es erst dann Sinn auf den Sättigungsstrom
einzugehen, wenn Threshold-Spannung und Subthreshold-Verhalten
hinreichend zufriedenstellend mit den Messungen übereinstimmen,
da sich beim Sättigungsstrom alle bisherigen Unsicherheiten der Simulation
addieren.
In einer einfachen Formulierung (Parabelnäherung)
ergibt sich der Drainstrom im Sättigungsbetrieb (für den
-Kanal-Transistor) aus [Sze81] zu
mit der Kanalweite 
und der Elektronenbeweglichkeit 
.
Alle Unsicherheiten in der Threshold-Spannung gehen also quadratisch
in den Sättigungsstrom ein. ist verkehrt proportional
zur Kanallänge. Der Sättigungsstrom ergibt also in
doppelt-logarithmischer Darstellung über der Kanallänge im Idealfall
eine Gerade (vgl. Abb. 4.11).
Weil aber die Threshold-Spannung mit sinkender Kanallänge ebenfalls
sinkt, wird der Sättigungsstrom überproportional zu 
steigen.
Tatsächlich wird eine Abweichung um 
vom Geradenverlauf nach oben als
ein Kriterium für die Bereichsgrenze zwischen Kurz- und
Langkanalverhalten herangezogen (z.B. in [Chu91]).
Abbildung: Sättigungsstrom
als Funktion der Gate-Länge 
.
Der Vergleich von gemessenem und simuliertem Sättigungs-Drainstrom
muß immer zuerst für einen relativ weiten Transistor erfolgen.
Dadurch soll der bei zweidimensionaler Simulation nicht berücksichtigte
Einfluß der Kanalweitenbegrenzung durch ein Oxid
mit seinem nicht-abrupten Verlauf (,,bird's beak``) auf die effektiv
wirksame Kanalweite gemildert werden (,,narrow channel effect``).
Freilich kann man auch
anstelle der gezeichneten Kanalweite eine Abschätzung der
effektiven Kanalweite versuchen oder gleich mittels dreidimensionaler
Bauelementsimulation modellieren.
Bei Nichtübereinstimmung zwischen gemessener und simulierter
Drainstrom-Treiberfähigkeit sollte es jedoch generell nicht Mittel
erster Wahl sein, die Parameter des
Beweglichkeitsmodells im Simulator (z.B. [Sel90] [Slo89]
für MINIMOS)
für jeden Einzelprozeß anzupassen.
