在电子电路领域，P 沟道 MOS 管是一种重要的电子元件。理解 P 沟道 MOS 管的工作原理，对于电子工程师和爱好者来说至关重要。下面，我们将以一种形象且深入的方式，为大家详细解析 P 沟道 MOS 管的工作原理。
P 沟道 MOS 管可以形象地比喻成一个特殊的 “反向” 水龙头。水龙头主体就是 P 沟道 MOS 管本身。电流从 “进水口”（即源极 S）流入，源极通常连接电路的较高电位；电流从 “出水口”（即漏极 D）流出，漏极通常连接电路的较低电位。而 “阀门开关”（即栅极 G）则是控制水流（也就是电流）的关键所在。
这个水龙头的特殊之处在于，它不是像普通水龙头那样通过往下按（加正电压）来打开，而是需要使劲往上提（加负电压，即让 G 极电压远低于 S 极电压），阀门才能打开。并且，提的劲儿越大（G 和 S 之间的负向电压差越大），水流（电流）就越大（当然是在一定范围内）。在 P 沟道 MOS 管里，水管内部（沟道）是水流通过的路径，这里的 “水” 主要是带正电的 “空穴”。
为了更好地理解 P 沟道 MOS 管是如何被 “负电压” 打开的，我们需要了解它的内部构造（简化版）。
它以 N 型 “地基”（衬底，Substrate）为基础，可将其想象成一块 N 型半导体材料。N 型材料中自由电子（带负电）较多。在这块 N 型地基上，有两个 P 型 “坑”，也就是源极 S 和漏极 D，它们是在 N 型地基上挖出的 P 型半导体区域。P 型材料中，空穴（可看作带正电的 “坑位”）较多。在源极 S 和漏极 D 之间的 N 型衬底表面，覆盖着一层薄薄的绝缘层（通常是二氧化硅，SiO?），绝缘层上面是金属的栅极 G。栅极 G 就像一个指挥官，它不直接接触 “士兵”（电流），而是通过 “喊话”（施加电场）来指挥。
- 截止状态（水龙头关紧）—— Vgs 不够负
当栅极 G 相对于源极 S 的电压 Vgs 不够负，甚至为正的时候（例如 Vgs > Vth_p，这里的 Vth_p 是 P 管的开启电压，它本身是个负值，像 -2V，那么 Vgs = -1V、0V 或 +1V 都属于不够负的情况）。此时，栅极 G 下方的 N 型衬底区域，由于 G 极电压不够负，无法吸引足够的空穴来形成一个连接 S 极和 D 极的 P 型导电层（沟道）。S 区和 D 区之间被 N 型衬底隔开，就如同断了的桥，空穴无法通过。结果就是 MOS 管处于截止状态，S 和 D 之间基本没有电流流过（Ids ≈ 0）。 - 开启过程（水龙头阀门被 “提” 开）—— Vgs 足够负
当栅极 G 相对于源极 S 的电压 Vgs 足够负，超过了那个特定的 “门槛”（即 |Vgs| > |Vth_p|，或者说 Vgs < Vth_p，比如 Vth_p 是 -2V，那么 Vgs 达到 -3V、 -4V 等）。此时，G 极强大的负电场会排斥其正下方 N 型衬底里的电子，将它们往衬底深处推；同时，这个负电场会把 N 型衬底中极其微量的少数载流子 —— 空穴，以及从 P 型源极 S 和 P 型漏极 D 区域 “感应” 过来的空穴，吸引并聚集到栅极 G 正下方的衬底表面。当被吸引过来的空穴足够多，它们就在 S 区和 D 区之间形成了一个临时的、薄薄的 P 型导电沟道（P - channel），就像搭起了一座桥。这样，MOS 管就开始导通了。 - 电流流通（水哗哗地流）—— 形成漏极电流 Ids
当 P 沟道形成后，如果在源极 S 和漏极 D 之间施加一个电压差 Vds（通常 P 管的 S 极接高电位，D 极接低电位，所以 Vds 是个负值），并且 S 极电位高于 D 极。那么，空穴（正电荷）就会在电场力的作用下，从电位较高的源极 S，通过已经形成的 P 沟道，流向电位较低的漏极 D，从而形成漏极电流 Ids。而且，Vgs 越负（G 极相对于 S 极的电压越低，其越大），吸引到沟道的空穴就越多，沟道就越 “宽”，导电能力越强，允许通过的 Ids 电流就越大（在饱和区之前）。简单来说，G 极的负电压越 “厉害”，S 到 D 的 “水管” 就越粗，水流就越大。
- “负” 控开启：栅极 G 电压必须比源极 S 电压低到一定程度（Vgs < Vth_p，Vth_p 是负的），才能开启。
- 空穴导电：导电的主力是带正电的空穴。
- 电流方向：对于 P 沟道 MOS 管，习惯上源极 S 接高电位，漏极 D 接低电位。导通时，电流（空穴流）从 S 流向 D。
- 与 N 沟道 MOS 管 “反着来”：N 沟道是栅极比源极电压高（正电压）才开，电子导电，电流从 D 流向 S（常规定义），而 P 沟道正好相反。
