МОП транзисторы, т.е. имеющие структуру метал – оксид – полупроводник, управляются электрическим полем. В качестве силового ключа используются полевые транзисторы с индуцированным вертикальным каналом (рисунок 13.5,а).
Рисунок 13.5 - Структура полевого транзистора с индуцированным вертикальным каналом (а) и его эквивалентная схема (b)
Он представляет собой р –канальный транзистор, n области стока и истока которого выполняются с повышенной концентрацией, что позволяет снизить сопротивление открытого транзистора. При изготовлении полевого транзистора с вертикальным каналом получается дополнительный транзистор 
, который не находит практического применения. Эквивалентная схема (рисунок 13.5,b) содержит биполярный транзистор, резистор 
равный объемному сопротивлению р области. Благодаря этому сопротивлению биполярный транзистор заперт и не оказывает существенного влияния на работу ключа. Значение резистора 
в эквивалентной схеме равно сопротивлению канала.
Рассмотрим схему ключа с учетом влияния междуэлектродных емкостей (рисунок 13.6,а) и определим состояния ключа по выходной характеристике транзистора (рисунок 13.6,b).
Рисунок 13.6 - Схема ключа на полевом транзисторе (а)
и выходная характеристика (b)
При открывании транзистора необходимо его входную емкость зарядить до порогового напряжения, а при закрывании транзистора емкость следует разрядить. Это приводит к увеличению длительности процессов коммутации. Поэтому ключом следует управлять от источника с очень малым выходным сопротивлением, положим его равным нулю. Тогда общая емкость, подключенная к стоку, равна
, (13.6)
где 
- емкость нагрузки, 
- емкость монтажа, 
- емкость сток – исток, 
- емкость сток – затвор.
Транзистор может находиться в двух устойчивых состояниях.
Транзистор закрыт, точка 1 на выходных характеристиках 
, 
, 
, сопротивление канала 
, общая емкость 
заряжена до значения 
.
Транзистор открыт, точка 2 на выходных характеристиках 
, 
, сопротивление канала 
, причем 
.
Эквивалентная схема процесса коммутации и временная диаграмма показаны на рисунке 13.7.
Рисунок 13.7 - Эквивалентная схема (а)
и временная диаграмма работы (b) ключа
При подаче положительного напряжения на вход ключа индуцируется канал, и емкость начинает разряжаться постоянным током 
через открытый канал, напряжение на стоке изменяется по закону
, (13.7)
т.к. - сonst, то
, (13.8)
если 
, тогда 
.
Время включения ключа определяется как
. (13.9)
В процессе переключения линия 1-3 на выходных характеристиках (рисунок 13.6,b) перемещается параллельно до тех пор, пока точка 3 не окажется в точке 2.
Рассмотрим процесс закрытия транзистора. Транзистор закрывается, если 
, ток 
, практически мгновенно ток становится равным нулю, ключ S размыкается, начинается процесс заряда емкости через сопротивление 
по закону 
, где 
. (13.10)
За время выключения 
принимается интервал времени, за который напряжение на стоке достигнет 90% от установившегося значения 
, (13.11)
. (13.12)
Сравнивая выражения времени включения и времени выключения, учитывая, что 
, можно установить, что 
.
Преимущества силовых ключей на МОП транзисторах:
- Высокое быстродействие.
- Малое потребление мощности в цепи управления.
- Возможно параллельное соединение нескольких транзисторов.
Основной недостаток – это большая мощность, выделяемая на транзисторе в открытом состоянии, она пропорциональна квадрату тока.
