通态电阻:RDS (ON)
RDS(ON)(Static
Drain-to-Source
On-Resistance,静态通态电阻)是VMOS导通时漏—源极之间的等效电阻。在非饱和状态,RDS(DN)是随着栅极偏置电压VGS的提高而降低的,到饱和导通状态时达到最低值。在饱和导通状态,如果忽略温度的变化,RDS(ON)几乎不受漏极电流的影响。换言之,一定温度条件下,饱和导通的VMOS的RDS,ON)几乎是一个定值。
根据欧姆定律不难明白,RDS
(ON)是VMOS导通功耗的决定性因素。低电压规格的VMOS的RDS
(ON)很低,这就意味着在开关状态下,低电压规格的VMOS的自身功耗很低,这是VMOS近年来发展迅速的主要原因之一。另外,RDS(ON)对开关功耗也有一定的影响。
除了VGS,温度是影响RDS
(ON)的一个主要因素,与导通状态无关,无论是放大状态还是开关状态,温度的影响都十分明显。
早期产品的技术手册中,RDS
(ON)的含义侧重于“通态电阻”,即非饱和导通状态和饱和导通时的等效电阻,现在的产品手册中,RDS(ON)的含义则侧重于“饱和导通”,即饱和状态下的等效电阻。无论侧重于什么,总是和导通状态有关的,与之相关的测定参数是栅极偏置电压VGS,多数手册还会给出漏极电流ID,主要的原因是过去习惯的延续,对于非饱和导通状态的VMOS而言,RDS(ON)与ID的关系还是比较密切的。
技术手册除了在技术参数表格中给出RDS(ON)的典型值,一般还会给出RDS(ON)特性曲线。图3.9是2SK2313的RDS(ON)特性曲线,这款VMOS的上市时间虽然不算太早,但是现在已经停产,在它的特性曲线上,给出了浅度饱和条件和深度饱和条件下的通态电阻。2SK2313的开启电压比较低(2V左右),VGS=4V时已经退出线性区,进入了饱和导通状态,但是还没有完全饱和(深度饱和),VGS=10V时,显然已经完全饱和了(实际上不需要这么高的偏置电压)。
对于常见的VMOS,开启电压大约为4.5V,到10V时也已经基本进入完全饱和状态了。
现在的技术手册给出的RDS(ON)特性曲线,一般只有VGS=10V这一组。并且有些手册给出的曲线,纵轴不再是通态电阻本身,而是名为“标准化通态电阻”的变量,这是一个相对值,相对于Tc或者T1=25℃时RDS(ON)的值(饱和导通状态下的标准值),除了表明RDS(ON),对应温度的变化趋势,还考虑了其他因素的影响,使这种对应关系更为准确。而标准值,需要到手册中的技术表格中查询。
饱和导通条件下,RDS(ON)随着温度的升高有增加的趋势,结温Tc从25℃增加到100℃时,RDS(ON)大约会增加1倍,这意味着随着温度的升高,漏—源极的压降升高,漏极电流有减小的趋势,漏极功耗则有增加的趋势。在配置独立散热器的时候应该注意到这一点。
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