Рисунок 6 – Поведение обедненных областей в ПТУП

Когда это происходит, уравнение (6) становится неопределенным (W →d). Поэтому эти формулы справедливы только для V_ds ниже напряжения стока, которое перекрывает канал. Ток продолжает протекать, когда канал перекрылся, так как нет никакого барьера для переноса электронов, перемещающихся по каналу к стоку. Поскольку они достигают края сомкнутой области, они перемещаются через нее полем, направленным от стока к истоку. Если смещение стока далее увеличивать, любое дополнительное напряжение падает на обедненной области – области высоких полей вблизи стока, и точка, в которой канал полностью обедняется, медленно перемещается к истоку (рисунок 6 в).

Если пренебречь таким медленным перемещением, ток стока остается постоянным (насыщается), в то время как напряжение стока увеличивается, и условие смещения называется режимом насыщения. Напряжение стока, при котором канал полностью обедняется вблизи стока, находится из уравнения (8)

(11)

где V_p = qN_Dd²/2e_s – напряжение отсечки и V_to = V_P – f₀ – пороговое напряжение.

Из выражений (10) и (11) ток стока насыщения находится как

.(12)

Максимальное значение I_d,sat определяется I_dss = G_OV_P/3 и достигается при V_gs = 0. Если построить нормированную зависимость I_d,sat /I_dss от V_gs /V_p, то результирующая кривая будет выглядеть, как показано на рисунке 7.

Также на рисунке 7 построена квадратичная передаточная характеристика, определяемая соотношением

 .(13)

Две характеристики находятся очень близко друг к другу, и уравнение (13) обычно используется как аппроксимация характеристики ПТУП в области насыщения.

Характеристика I_d от V_ds может быть разделена на три области, как показано на рисунке 8: 1 – линейная область при малых напряжениях стока; 2 – нелинейная область увеличения тока стока с увеличением напряжения стока; 3 – область насыщения, где ток стока относительно постоянен с дальнейшим увеличением напряжения на стоке.

Рисунок 8 – Выходные характеристики I_D(V_DS) n-канального ПТУП при