
【电】 field-effect-transistor resistor
field; a level open space; scene
【化】 field
【医】 field; plant
effect; imitate; render
transistor
【计】 MOS transistor; npn
【化】 transistor
resistance
【计】 ohmic resistance; R
【化】 resistance
【医】 resistance
场效晶体管电阻(Field-Effect Transistor Resistance),通常指场效应晶体管(FET)在工作时呈现的导通电阻,专业术语为Rds(on)(Drain-Source On-State Resistance)。这是FET在饱和区(或欧姆区)导通状态下,漏极(Drain)与源极(Source)之间的等效电阻值。其大小直接影响器件的开关损耗、效率和发热量。
物理本质
Rds(on)主要由FET半导体材料(如硅、碳化硅或氮化镓)的体电阻、沟道电阻、结电阻以及封装引线电阻构成。当栅极施加足够电压(Vgs)时,沟道形成,电流在漏源间流动,此时电阻即为Rds(on)。
关键影响因素
工程意义
Rds(on)是功率电子设计的核心参数:
器件类型 | 击穿电压 (V) | Rds(on)典型值 (mΩ) | 应用场景 |
---|---|---|---|
低压MOSFET | 30-100 | 1-10 | 电源转换、电机驱动 |
中压MOSFET | 200-600 | 10-100 | 工业电源 |
高压超结MOSFET | 600-900 | 30-200 | 光伏逆变器 |
Neamen, D. A. Semiconductor Physics and Devices. McGraw-Hill. (阐述载流子迁移率与电阻关系)
Baliga, B. J. Fundamentals of Power Semiconductor Devices. Springer. (超结结构与电阻优化分析)
IEEE论文 "GaN HEMT导通电阻的温度依赖性" (DOI: 10.1109/LED.2020.3049042)
JEDEC标准 JESD24-10 "MOSFET导通电阻测量方法" (规范测试条件与流程)
注:以上引用来源需替换为实际可访问的文献链接或DOI标识符以符合要求。
场效晶体管(FET)的"电阻"特性主要体现在以下两个方面,需结合其工作原理和应用场景理解:
场效应晶体管作为电压控制器件,其输入电阻极高(10⁸-10⁹Ω),这是其核心特性之一。栅极与沟道之间通过绝缘层(如MOSFET)或反向偏置的PN结(如JFET)隔离,使得栅极几乎不取电流。这种特性使其在电路设计中能有效减少信号源负载,特别适用于高阻抗输入场景,如传感器信号放大电路。
场效应管可通过调节栅源电压(VGS)改变导电沟道宽度,从而实现可变电阻功能:
与双极型晶体管相比,场效应管的温度稳定性更好,且制造工艺更利于集成电路的微型化。其高输入阻抗特性也减少了电路中的噪声干扰,在音频放大、射频电路等领域有广泛应用。
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