最後更新:2026年10月8日功率半導體功率元件・電力電子中國大陸:导通电阻

導通電阻(RDS(on))是什麼

On-Resistance

導通電阻(RDS(on))是 MOSFET 處於導通狀態時汲極-源極間的電阻,是決定導通損耗(I²×RDS(on))的功率元件最重要參數。它是通道、JFET 區、漂移層與基板電阻的串聯和,在高耐壓產品中以漂移層為主。導通電阻與耐壓存在取捨關係,材料與結構的優劣以「導通電阻×晶片面積」(mΩ·cm²)來比較。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

導通電阻(RDS(on))是指 MOSFET 處於導通狀態時汲極-源極間的電阻值。在功率元件中,此電阻造成的導通損耗(I²×RDS(on))直接導致發熱與效率下降,因此與耐壓並列為最重要的規格值。

導通電阻是多個成分的串聯和:通道電阻、JFET 區電阻、漂移層電阻、基板電阻,以及導線與封裝的寄生電阻。在高耐壓元件中,漂移層較厚且濃度較低,因此此成分佔整體的大半。反之,在低耐壓產品中,通道與封裝的貢獻相對較大。

材料的性能極限以「導通電阻與耐壓的取捨」來表示,並以 Si 極限、SiC 極限等理論曲線來討論。SiC 的這條曲線本身就比 Si 有利約2個數量級,在相同耐壓下能大幅降低導通電阻。超接面結構則是為了在使用 Si 的情況下突破此理論極限而發明的結構。

實務上需注意,導通電阻取決於與面積的權衡。增加晶片面積可降低導通電阻,但成本與寄生電容也會增加。因此在設計上,不是比較導通電阻本身,而是以「導通電阻×晶片面積」(RonA,單位為 mΩ·cm²)這項指標來比較材料與結構的優劣。

導通電阻(RDS(on))的常見問題

導通電阻由什麼決定?
由通道電阻、JFET 區電阻、漂移層電阻、基板電阻與封裝寄生電阻的串聯和決定。在高耐壓元件中,漂移層較厚且濃度較低,因此此成分佔主導;在低耐壓產品中,通道與封裝的貢獻相對較大。
為什麼要以「導通電阻×面積」來比較?
因為只要加大晶片面積,導通電阻就能無限降低,僅看導通電阻的絕對值無法比較材料或結構的優劣。使用以面積正規化的 RonA(mΩ·cm²),才能在相同基準上比較技術。
為什麼導通電阻與耐壓是取捨關係?
因為要提高耐壓,必須讓漂移層更厚、濃度更低,而這直接意味著電阻增加。這種關係以各材料的理論極限(矽極限等)來表示;超接面結構是為了在使用 Si 的情況下突破此極限,SiC 則是藉由改變材料本身來移動極限的位置而誕生。

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