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分析功率MOSFET的RDS(ON)温度系数特性

2020年11月30日14:39 

分析功率MOSFET的RDS(ON)温度系数特性

功率MOSFET的RDS(ON)温度系数特性

正、负温度系数的定义:

正温度系数:主要是指MOSFET的导通电阻Ron的大小会随着管子温度的增加而增大。

负温度系数:主要是指MOSFET的导通电阻Ron的大小会随着管子温度的增加而减小。

通常,许多资料和教材都认为,MOSFET的导通电阻具有正的温度系数,因此可以并联工作。当其中一个并联的MOSFET的温度上升时,具有正的温度系数导通电阻也增加,因此流过的电流减小,温度降低,从而实现自动的均流达到平衡。同样对于一个功率MOSFET器件,在其内部也是有许多小晶胞并联而成,晶胞的导通电阻具有正的温度系数,因此并联工作没有问题。

但是,当深入理解功率MOSFET的传输特性和温度对其传输特性的影响,以及各个晶胞单元等效电路模型,就会发现,上述的理论只有在MOSFET进入稳态导通的状态下才能成立,而在开关转化的瞬态过程中,上述理论并不成立,因此在实际的应用中会产生一些问题,本文将详细地论述这些问题,以纠正传统认识的局限性和片面性。

功率MOSFET传输特征

三极管有三个工作区:截止区、放大区和饱和区,而MOSFET对应的是关断区、饱和区和线性区。MOSFET的饱和区对应着三极管的放大区,而MOSFET的线性区对应着三极管的饱和区。MOSFET线性区也叫三极区或可变电阻区,在这个区域,MOSFETs基本上完全导通。

当MOSFET工作在饱和区时,MOSFET具有信号放大功能,栅极的电压和漏极的电流基于其跨导保持一定的约束关系。栅极的电压和漏极的电流的关系就是MOSFET的传输特性。其中,μn为反型层中电子的迁移率,COX为氧化物介电常数与氧化物厚度比值,W和L分别为沟道宽度和长度。

温度对功率MOSFET传输特征影响

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