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MOSFET導(dǎo)通狀態(tài)漏源電阻圖文詳解
  • 發(fā)布時(shí)間:2022-04-22 16:43:28
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MOSFET導(dǎo)通狀態(tài)漏源電阻圖文詳解
MOSFET數(shù)據(jù)手冊(cè)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(gè)R DS (on)的想法看起來(lái)非常簡(jiǎn)單:當(dāng)FET截止時(shí),源極和漏極之間的電阻非常高 - 我們假設(shè)零電流流動(dòng)。
當(dāng)FET的柵極 - 源極電壓(V GS)超過(guò)閾值電壓(V TH)時(shí),它處于“導(dǎo)通狀態(tài)”,漏極和源極通過(guò)電阻等于R DS(on)的通道連接。但是,如果熟悉MOSFET的實(shí)際電氣特性,應(yīng)該很容易認(rèn)識(shí)到該模型不符合事實(shí)。
首先,F(xiàn)ET實(shí)際上沒(méi)有“導(dǎo)通狀態(tài)”。當(dāng)沒(méi)有截止時(shí)(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(gè)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(duì)應(yīng)于三極管區(qū)域,因?yàn)镽 DS(on)與開(kāi)關(guān)電路,而不是小信號(hào)放大器和開(kāi)關(guān)電路相關(guān) - 例如,用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或控制繼電器 - 采用截止和三極管區(qū)域。
MOSFET 導(dǎo)通電阻 漏極源極
但是,三極管區(qū)域的控制不僅僅是一個(gè)阻力,而是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的方程:
MOSFET 導(dǎo)通電阻 漏極源極
(這是對(duì)于NMOS器件; PMOS器件將具有μ p,而不是μ ?。)但是,如果我們忽略在V DS 2項(xiàng),方程可如下簡(jiǎn)化:
MOSFET 導(dǎo)通電阻 漏極源極
現(xiàn)在我們確實(shí)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(duì)應(yīng)
MOSFET 導(dǎo)通電阻 漏極源極
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:
MOSFET 導(dǎo)通電阻 漏極源極
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)范中非常快,您可能會(huì)認(rèn)為可以用3.3 V邏輯信號(hào)驅(qū)動(dòng)該FET實(shí)現(xiàn)抵抗表現(xiàn)。
考慮到數(shù)據(jù)表明確規(guī)定了對(duì)應(yīng)于R DS(on)規(guī)范的柵極 - 源極電壓, 然而,一個(gè)或兩個(gè)R DS(on) / V GS數(shù)據(jù)點(diǎn)不能傳達(dá)適用于實(shí)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,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(qǐng)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(gè)因素是結(jié)溫和漏極電流,如NDS351AN數(shù)據(jù)表中的這兩個(gè)圖所示:
MOSFET 導(dǎo)通電阻 漏極源極
因此,在為特定開(kāi)關(guān)應(yīng)用找到合適的MOSFET之前,您可能需要到處采購(gòu)并花一些時(shí)間在一些數(shù)據(jù)表上。
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