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    MOSFET導(dǎo)通狀態(tài)漏源電阻
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  •   發(fā)布日期: 2021-08-27  瀏覽次數(shù): 2,120

    分立MOSFET數(shù)據(jù)手冊中最突出的規(guī)格之一是漏極 - 源極導(dǎo)通電阻,縮寫為R DS (on)。這個R DS (on)的想法看起來非常簡單:當(dāng)FET截止時,源極和漏極之間的電阻非常高 - 我們假設(shè)零電流流動。當(dāng)FET的柵極 - 源極電壓(V GS)超過閾值電壓(V TH)時,它處于“導(dǎo)通狀態(tài)”,漏極和源極通過電阻等于R DS(on)的通道連接。但是,如果您熟悉MOSFET的實際電氣特性,您應(yīng)該很容易認(rèn)識到該模型不符合事實。

    首先,F(xiàn)ET實際上沒有“導(dǎo)通狀態(tài)”。當(dāng)沒有截止時(我們忽略了亞閾值導(dǎo)通),F(xiàn)ET可以處于三極管區(qū)域或飽和區(qū)域。這些區(qū)域中的每一個都具有其自己的電流 - 電壓關(guān)系。然而,我們可以安全地假設(shè)“導(dǎo)通狀態(tài)”對應(yīng)于三極管區(qū)域,因為R DS(on)與開關(guān)電路,而不是小信號放大器和開關(guān)電路相關(guān) - 例如,用于驅(qū)動電動機(jī)或控制繼電器 - 采用截止和三極管區(qū)域。

    o4YBAGCfKW2ABkoJAAGZmOcp3Uk096.png

    但是,三極管區(qū)域的控制不僅僅是一個阻力,而是一個相當(dāng)復(fù)雜的方程:

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    (這是對于NMOS器件; PMOS器件將具有μ p,而不是μ Ñ。)但是,如果我們忽略在V DS 2項,方程可如下簡化:

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    現(xiàn)在我們確實在漏極 - 源極電流(I D)和漏極 - 源極電壓(V DS)之間具有線性(即,電阻)關(guān)系。然而,“電阻”不是恒定的,如僅僅是電阻器的情況; 相反,阻力對應(yīng)

    pIYBAGCfKYCAAr9tAAB90XNoHMY677.png

    這讓我們了解了關(guān)于R DS (on)的重要觀點(diǎn):它受柵極 - 源極電壓的影響。以下是Fairchild的NDS351ANMOSFET 數(shù)據(jù)表中的示例:

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    這部分的典型閾值電壓為2.1 V.如果您快速查看V TH規(guī)格,并且在R DS(on)規(guī)范中非???,您可能會認(rèn)為可以用3.3 V邏輯信號驅(qū)動該FET實現(xiàn)廣告的抗國家抵抗表現(xiàn)??紤]到數(shù)據(jù)表明確規(guī)定了對應(yīng)于R DS(on)規(guī)范的柵極 - 源極電壓,這將有點(diǎn)粗心; 然而,一個或兩個R DS(on) / V GS數(shù)據(jù)點(diǎn)不能傳達(dá)適用于實際遠(yuǎn)高于典型V TH的柵極 - 源極電壓的導(dǎo)通電阻的極端增加。因此,故事的道德是1)記住通態(tài)(即三極管區(qū)域)電阻取決于V GS和2),詳細(xì)信息請參考R DS(on)與V GS的關(guān)系圖。

    此外,導(dǎo)通電阻不等于由上面給出的三極管區(qū)域方程表示的電阻。后者是MOSFET溝道的電阻,而導(dǎo)通電阻包括其他電阻鍵合線,外延層等。電阻特性受制造技術(shù)的影響,以及R DS不同組件的各自貢獻(xiàn)( on)根據(jù)特定器件的電壓范圍而變化。

    影響導(dǎo)通電阻的另外兩個因素是結(jié)溫和漏極電流,如NDS351AN數(shù)據(jù)表中的這兩個圖所示:

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    因此,在為特定開關(guān)應(yīng)用找到合適的MOSFET之前,您可能需要到處購物并花一些時間在一些數(shù)據(jù)表上。


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