热电子效应也是由于器件尺寸减小导致电场强度增加引起的。强电场在使载流子的平均速度达到饱和的同时，使其瞬时速度不断增大，动能也不断增加。
具有比热平衡时的能量高得多的能量的电子称为热电子。热电子与晶格的碰撞，引起碰撞电离，产生电子空穴对，其中的电子流向漏极端，而有些空穴则流向衬底，形成漏极到衬底的电流，称为衬底电流。若热电子注入栅极，就会产生栅电流。
这两种电流都是模拟电路设计中所不希望的。衬底电流的大小不仅与工艺参数有关，而且与加在漏极耗尽区上的电压以及漏极电流有关。这个电流的作用相当于漏极到衬底的一个电阻，当V吣较大时，衬底电流会对输出电阻产生不可忽视的影响。在高输出电阻的电路中，衬底电流往往成为一个制约因素。PMOS管的衬底电流相对于NMOS管来说要小一些。
因此，随着器件尺寸的缩小，要求电源电压也必须降低，以避免热电子的产生。考虑到短沟效应的影响，需要对MOS器件的模型进行必要的修正。在亚微米T艺中，对于模拟电路来说，MOS管的栅长在很多情况下并不采用最小尺寸进行设计。
