（オン抵抗の定義について）

質問

（オン抵抗の定義について）
現在学校でMOSなどのデバイスを学んでいるのですが、MOSの性能の一つの指標であるオン抵抗の定義がよくわかりません。
定格電流が流れるときの抵抗値ということなのでしょうか？(定格電流の定義もよくわかりませんが。)
また同様にオン抵抗(Ron)とほぼ同義であると思われるのですが、Ron・A(Ω・mm)の定義もよくわかりません。
わかりやすい解説をお願いします。またわかりやすく解説してあるサイトなどがあれば教えてください。
よろしくお願いします。

回答No.1

noname#115788

FETデバイスのオン抵抗値は、通常の抵抗器と同様にFETのドレインーソース間の電圧をFETのドレインからソースに流れる電流で除算した値から求められます。
データシートに記載されている値は、データシートに必ず測定条件が記載されていますからそれを参照してください。また測定回路もデータシートもしくは何処かに一括して記載されています。

Ron・A(Ω・mm)はデバイス（パッケージされた部品）ではなくて素子自体のオン抵抗を表します。素子の幅は固定なので（ドレイン-ソースの間隔は設計で固定）なので、素子１mmあたり何Aの電流で何Ωあるかという値です。面積(長さ)が２倍になればオン抵抗は半分になります。ICを設計するときに必要なデータです。

オン抵抗が小さければデバイス自体の消費電力が小さくなるため、オン抵抗が小さい程小型化、消費電力で有利になります。ただしオン抵抗を小さくすると耐圧（ドレインーソース間の最大許容電圧）が小さくなります。またFETを駆動する電力が大きくなるというトレードオフがあります。

実際にFETデバイスを電子回路に組み込んで動作させる場合には、データシートよりもオン抵抗は必ず大きくなります。理由はデータシート上の値は温度条件を一定に保つためにパルス電流で測定しているからで、連続して電流を流すと温度が上昇してオン抵抗が大きくなるからです。それは放熱特性に依存してオン抵抗が変わるために、同じデバイスでも実装方法でオン抵抗が異なることを意味します。

またデバイスの放熱特性を上げるために半導体メーカー各社では様々な工夫をしています。そのためT社とR社の同一のパッケージのFETで仕様上はT社の方がオン抵抗が小さいのに、実装してみたらR社の方が小さかった、ということもあります。

FETをプリント基板に実装したときにどういう振る舞いをするのか予想は難しく、特に放熱特性による内部の温度上昇は周辺のプリント基板のパターンや部品配置に左右されるため容易にシュミュレーションできません。これらは実験を重ねてノウハウを取得する必要があります。