- 低Rds(on)‐MOSFETの高効率・低発熱・高出力化に不可欠な特性
- 1. Rds(on)の意味
- 2. 低Rds(on)のメリット
- 3. RC ESCでの影響
- 4. 低Rds(on)実現の方法(製造側)
- 5. 低Rds(on)の効果
- まとめ
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低Rds(on)‐MOSFETの高効率・低発熱・高出力化に不可欠な特性

低Rds(on)とは、MOSFETがON状態のときのドレイン–ソース間抵抗(Rds(on))が低いことを指します。 これはMOSFETの性能を表す重要な指標で、特に大電流を扱うRC ESCや電源回路では効率や発熱に直結します。
1. Rds(on)の意味
・Rds(on) = Drain to Source Resistance (on)
→ MOSFETが完全にONになった状態での、ドレイン端子とソース端子の間の抵抗値。
・単位 ミリオーム(mΩ)
・理想的には0Ωが望ましいが、物理的限界とコスト制約がある。
→ MOSFETが完全にONになった状態での、ドレイン端子とソース端子の間の抵抗値。
・単位 ミリオーム(mΩ)
・理想的には0Ωが望ましいが、物理的限界とコスト制約がある。
2. 低Rds(on)のメリット
① 発熱低減
損失は以下の式で表せます。
P_loss = I。× Rds(on)
例
・Rds(on) = 20mΩ、電流 = 20A → 損失 8W
・Rds(on) = 5mΩ、電流 = 20A → 損失 2W(75%減)
・Rds(on) = 20mΩ、電流 = 20A → 損失 8W
・Rds(on) = 5mΩ、電流 = 20A → 損失 2W(75%減)
② 効率向上
・発熱が減る → 放熱構造の簡略化 → 小型・軽量化
・バッテリー電力を無駄にせずモーターに届けられる
・バッテリー電力を無駄にせずモーターに届けられる
③ 高電流対応
・抵抗が低いほど、より大きな電流を安全に流せる
リンク
3. RC ESCでの影響
・レスポンス改善 低Rds(on) → スイッチング時の電圧降下減少
・連続大電流走行 ヒートシンクや冷却ファンを小型化できる
・バッテリー持続時間延長 効率UPで走行時間も伸びる
・連続大電流走行 ヒートシンクや冷却ファンを小型化できる
・バッテリー持続時間延長 効率UPで走行時間も伸びる
4. 低Rds(on)実現の方法(製造側)
・Trench MOSFET構造 セル密度増加でオン抵抗低減
・大チップ面積化 チャネル幅を広げて抵抗を減らす
・パッケージ改良 LFPAK、DirectFETなどで配線インダクタンスと抵抗低減
・並列接続 複数MOSFETを並列に使い、実効Rds(on)をさらに下げる
・大チップ面積化 チャネル幅を広げて抵抗を減らす
・パッケージ改良 LFPAK、DirectFETなどで配線インダクタンスと抵抗低減
・並列接続 複数MOSFETを並列に使い、実効Rds(on)をさらに下げる
5. 低Rds(on)の効果
(同じ電流20Aを流したときの電力損失)
高Rds(on) 20mΩ → P_loss = 8W [■■■■■ 発熱大]
低Rds(on) 5mΩ → P_loss = 2W [■ 発熱小]
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まとめ
低Rds(on)は、MOSFETの高効率・低発熱・高出力化に不可欠な特性です。 RCカーやドローン用ESCの性能向上は、この低Rds(on)技術の進化に大きく支えられています。
名言 「抵抗が小さいほど、熱もロスも走りも軽くなる。」
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