MOS管的核心參數解析（導通電阻與柵極電荷）

老虎說芯|Tiger Chip|

2024-09-19 11:35:17 1000

功率管的最主要的應用是控制電流的通斷，即在一定的電壓條件下對流經器件的電流進行開關控制。首先，在可以承受的擊穿電壓的前提下（即器件的工作電壓平臺），器件導通電阻越低，其導通損耗就越低。其次，器件在開關狀態間切換時，柵極電荷越小，器件的開關速度就越快，其動態損耗就越低。

圖：MOS管結構

對于功率MOSFET來說，導通電阻與柵極電荷互為權衡（trade-off）關系，因為對于同一個器件結構來說，可以通過并聯更多重復單元來降低導通電阻，但會導致柵極電荷相應地增加；反之減少器件并聯的重復單元數，可以使得器件的柵極電荷變小，但其導通電阻會增大。因此，器件的導通電阻與柵極電荷的乘積優值（即品質因數，Figure of Merit，“FOM”）可以最直觀地反映 MOSFET產品在同等電壓平臺下的綜合性能。

圖：MOS管外形

MOSFET產品的核心指標的比較基礎以及相互之間存在的制約關系如下：

1）高壓MOSFET產品性能的關鍵指標之一是導通電阻Ron與柵極電荷Qg 的乘積優值FOM。相同導通電阻下，柵極電荷越小則優值越低，器件的動態損耗越小，整體性能越強。在電壓為限定條件時，功率MOSFET的導通電阻與柵極電荷的乘積越小，該器件性能更優，技術更加先進。

2）高壓MOSFET產品性能的另外兩個關鍵指標是導通電阻Ron以及耐壓 BV。相同耐壓下，導通電阻越小，器件的導通損耗越小，器件性能越強。同時，導通電阻可以通過增大芯片面積來實現，所以該指標需在同一封裝類型下進行對比以便限定芯片的面積的上限。相同的封裝下導通電阻Ron 更小的產品才代表更先進的技術水平。

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