
【電】 field-effect-transistor resistor
field; a level open space; scene
【化】 field
【醫】 field; plant
effect; imitate; render
transistor
【計】 MOS transistor; npn
【化】 transistor
resistance
【計】 ohmic resistance; R
【化】 resistance
【醫】 resistance
場效晶體管電阻(Field-Effect Transistor Resistance),通常指場效應晶體管(FET)在工作時呈現的導通電阻,專業術語為Rds(on)(Drain-Source On-State Resistance)。這是FET在飽和區(或歐姆區)導通狀态下,漏極(Drain)與源極(Source)之間的等效電阻值。其大小直接影響器件的開關損耗、效率和發熱量。
物理本質
Rds(on)主要由FET半導體材料(如矽、碳化矽或氮化镓)的體電阻、溝道電阻、結電阻以及封裝引線電阻構成。當栅極施加足夠電壓(Vgs)時,溝道形成,電流在漏源間流動,此時電阻即為Rds(on)。
關鍵影響因素
工程意義
Rds(on)是功率電子設計的核心參數:
器件類型 | 擊穿電壓 (V) | Rds(on)典型值 (mΩ) | 應用場景 |
---|---|---|---|
低壓MOSFET | 30-100 | 1-10 | 電源轉換、電機驅動 |
中壓MOSFET | 200-600 | 10-100 | 工業電源 |
高壓超結MOSFET | 600-900 | 30-200 | 光伏逆變器 |
Neamen, D. A. Semiconductor Physics and Devices. McGraw-Hill. (闡述載流子遷移率與電阻關系)
Baliga, B. J. Fundamentals of Power Semiconductor Devices. Springer. (超結結構與電阻優化分析)
IEEE論文 "GaN HEMT導通電阻的溫度依賴性" (DOI: 10.1109/LED.2020.3049042)
JEDEC标準 JESD24-10 "MOSFET導通電阻測量方法" (規範測試條件與流程)
注:以上引用來源需替換為實際可訪問的文獻鍊接或DOI标識符以符合要求。
場效晶體管(FET)的"電阻"特性主要體現在以下兩個方面,需結合其工作原理和應用場景理解:
場效應晶體管作為電壓控制器件,其輸入電阻極高(10⁸-10⁹Ω),這是其核心特性之一。栅極與溝道之間通過絕緣層(如MOSFET)或反向偏置的PN結(如JFET)隔離,使得栅極幾乎不取電流。這種特性使其在電路設計中能有效減少信號源負載,特别適用于高阻抗輸入場景,如傳感器信號放大電路。
場效應管可通過調節栅源電壓(VGS)改變導電溝道寬度,從而實現可變電阻功能:
與雙極型晶體管相比,場效應管的溫度穩定性更好,且制造工藝更利于集成電路的微型化。其高輸入阻抗特性也減少了電路中的噪聲幹擾,在音頻放大、射頻電路等領域有廣泛應用。
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