了解 MOSFET 通态漏源电阻

分立 MOSFET 数据表中重要的规格之一是漏源通态电阻，缩写为 R DS (on)。这个 R DS (on)想法看起来非常简单：当 FET 处于截止状态时，源极和漏极之间的电阻非常高，以至于我们假设电流为零。当 FET 的栅源电压 (V GS ) 超过阈值电压 (V TH ) 时，它处于“导通状态”，漏极和源极通过电阻等于 R DS(on) 的沟道连接。然而，如果您熟悉 MOSFET 的实际电气行为，您应该很容易认识到该模型与事实不符。

首先，FET 并不真正具有“导通状态”。当未处于截止状态时（我们在此忽略亚阈值传导），FET 可能处于三极管区域或饱和区域。每个区域都有自己的电流-电压关系。然而，我们可以安全地假设“导通状态”对应于三极管区域，因为 R DS(on)与开关电路相关，而不是小信号放大器和开关电路——例如，用于驱动电机或控制继电器——使用截止区域和三极管区域。　

但是，三极管区域不仅受电阻控制，而且受一个相当复杂的方程控制：

_D=mu_nC_{ox}frac{W}{L}left(left(V_{GS}-V_{TH} ight)V_{DS}-frac{1}{2}V_{ DS}^2右）

（这是针对 NMOS 器件；PMOS 器件将具有 μ p而不是 μ n。）但是，如果我们忽略 V DS 2项，则方程可以简化如下：

I D = μ n C o x W L( V G S – V T H ) V D S

现在我们确实在漏源电流 (I D ) 和漏源电压 (V DS ) 之间存在线性（即电阻）关系。然而，“电阻”并不是恒定的，就像单纯的电阻器一样；相反，电阻对应于

1μnCoxWL _ _ _ _ _ _ _( VGS - VTH ) _ _ _ _

这给我们带来了关于 R DS (on)的重要一点：它受到栅源电压的影响。以下是取自Fairchild NDS351AN MOSFET数据表的示例：

该部件的典型阈值电压为 2.1 V。如果您快速查看 V TH规格和 R DS(on)规格，您可能会认为可以使用 3.3 V 逻辑信号驱动该 FET，并且实现所宣传的导通状态电阻性能。考虑到数据表明确指定了与 R DS(on)规格相对应的栅源电压，这有点粗心；然而，一两个 R DS(on) /V GS数据点并不能体现通态电阻的极端增加，这种情况适用于实际上远高于典型 V TH的栅源电压。因此，这个故事的寓意是 1) 请记住，导通状态（即三极管区域）电阻取决于 V GS，2) 有关详细信息，请参阅 R DS(on)与 V GS的关系图。

此外，导通状态电阻不等于上面给出的三极管区域方程所表示的电阻。后者是 MOSFET 沟道的电阻，而导通电阻包含其他电阻源——键合线、外延层等。电阻特性受制造技术以及 R DS 不同组件各自贡献的影响（ on）根据特定设备的预期电压范围而变化。

影响通态电阻的另外两个因素是结温和漏极电流，如 NDS351AN 数据表中的这两张图所示：

因此，您可能需要货比三家，花一些时间阅读一些数据表，然后才能找到适合特定开关应用的 MOSFET。