MOSFET 與場效電晶體電路

導通電阻(R_DS(on))

當一顆 MOSFET 完全導通時,從汲極到源極的通道並非完美的短路:它有一個很小但真實的電阻,稱為 R_DS(on),即汲源導通電阻。光這一個數字就告訴你這個開關有多好。現代功率 MOSFET 的 R_DS(on) 可能只有幾毫歐姆;較舊或較小的元件則有數十或數百毫歐姆。它越低,元件壓降越小、通過負載電流時發的熱也越少。

發熱遵循電阻功率定律:一顆通過電流 I 的 MOSFET 消耗 P = I^2 times R_DS(on)。舉例來說,一顆 R_DS(on) = 10 毫歐姆(0.01 歐姆)的元件承載 10 安培,會壓降 0.1 V、以熱的形式燒掉 10^2 times 0.01 = 1 瓦。把導通電阻減半,這個損耗也減半。這就是為什麼功率開關設計者為了幾毫歐姆而斤斤計較:在大電流下,電流平方項把每一毫歐姆放大成真實的瓦數與真實的溫升。

兩個誠實的提醒。R_DS(on) 不是固定的:它取決於閘極驅動(驅得越硬它越低,這正是為何半驅動如此損耗),而且它隨溫度上升,從 25 C 到 100 C 通常會增加大約一半。所以估算你的散熱預算時,務必用你實際閘極電壓下的「熱」導通電阻,絕不要用規格書第一行那個漂亮的標題數字。

同樣 10 A 負載、兩顆元件:5 毫歐姆的燒掉 0.5 W;50 毫歐姆的燒掉 5 W,可能需要散熱片。較便宜、較高電阻的那顆,會以發熱讓你付出代價。

損耗是電流平方乘以導通電阻,所以大電流下毫歐姆很要緊。

規格書標題的 R_DS(on) 是冷態、且在全閘極驅動下量的。你實際閘極電壓下的熱態值可能高出 50%;要照那個值來設計。

又称
R_DS(on)RDS(on)導通電阻