具体阐发功率MOSFET的RDS(ON)温度系数特点-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2020-10-21
正、负温度系数的界说：
正温度系数：首要是指MOSFET的导通电阻Ron的巨细会跟着管子温度的增添而增大。
负温度系数：首要是指MOSFET的导通电阻Ron的巨细会跟着管子温度的增添而减小。
凡是，很多材料和课本都以为，MOSFET的导通电阻具备正的温度系数，是以能够并联任务。当此中一个并联的MOSFET的温度回升时，具备正的温度系数导通电阻也增添，是以流过的电流减小，温度下降，从而完成主动的均流到达均衡。一样对一个功率MOSFET器件，在其外部也是有很多小晶胞并联而成，晶胞的导通电阻具备正的温度系数，是以并联任务不题目。
可是，当深切懂得功率MOSFET的传输特点和温度对其传输特点的影响，和各个晶胞单位等效电路模子，就会发明，上述的现实只要在MOSFET进入稳态导通的状况下才能建立，而在开关转化的瞬态进程中，上述现实并不建立，是以在现实的利用中会发生一些题目，本文将具体地阐述这些题目，以改正传统熟悉的范围性和单方面性。
三极管有三个任务区：停止区、缩小区和饱和区，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缩小区，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，在这个地区，MOSFETs根基上完整导通。
当MOSFET任务在饱和区时，MOSFET具备旌旗灯号缩小功效，栅极的电压和漏极的电流基于其跨导坚持必然的束缚干系。栅极的电压和漏极的电流的干系便是MOSFET的传输特点。此中，μn为反型层中电子的迁徙率，COX为氧化物介电常数与氧化物厚度比值，W和L别离为沟道宽度和长度。
温度对功率MOSFET传输特点影响
在MOSFET的数据表中，凡是能够找到它的典范的传输特点。注重到25℃和175℃两条曲线有一个交点，此交点对应着响应的VGS电压和ID电流值。若称这个交点的VGS为转机电压，能够看到：在VGS转机电压的左下部分曲线，VGS电压必然时，温度越高，所流过的电流越大，温度和电流构成正反应，即MOSFET的RDS(ON)为负温度系数，能够将这个地区称为RDS(ON)的负温度系数地区。
而在VGS转机电压的右上部分曲线，VGS电压必然时，温度越高，所流过的电流越小，温度和电流构成负反应，即MOSFET的RDS(ON)为正温度系数，能够将这个地区称为RDS(ON)正温度系数地区。
功率MOSFET外部晶胞的等效模子
在功率MOSFET的外部，由很多单位，即小的MOSFET晶胞并联构成,在单位的面积上，并联的MOSFET晶胞越多，MOSFET的导通电阻RDS(ON)就越小。
一样的，晶元的面积越大，那末出产的MOSFET晶胞也就越多，MOSFET的导通电阻RDS(ON)也就越小。一切单位的G极和S极由外部金属导体毗连堆积在晶元的某一个地位，而后由导线引出到管脚，如许G极在晶元堆积处为参考点，其到各个晶胞单位的电阻并不完整分歧，离堆积点越远的单位，G极的等效串连电阻就越大。
恰是因为串连等效的栅极和源极电阻的分压感化，构成晶胞单位的VGS的电压不分歧，从而致使各个晶胞单位电流不分歧。在MOSFET守旧的进程中，因为栅极电容的影响，会加重各个晶胞单位电流不分歧。
功率MOSFET开关瞬态进程中晶胞的热不均衡
从图2能够看出：在守旧的进程中，漏极的电流ID在逐步增大，离栅极管脚间隔近的晶胞单位的电压大于离栅极管脚间隔远的晶胞单位的电压，即VG1>VG2>VG3>…，VGS电压高的单位，也便是离栅极管脚间隔近的晶胞单位，流过的电流大，而离栅极管脚间隔较远的晶胞单位，流过的电流小，间隔最远处所的晶胞乃至能够还不导通，是以不电流流过。电流大的晶胞单位，它们的温度下降。
因为在守旧的进程中VGS的电压逐步增大到驱动电压，VGS的电压穿梭RDS(ON)的负温度系数地区，此时，那些温度越高的晶胞单位，因为正反应的感化，所流过的电流进一步加大，晶胞单位温度又进一步回升。若是VGS在RDS(ON)的负温度系数地区任务或逗留的时候越大，那末这些晶胞单位就越有过热击穿的能够，构成部分的破坏。
若是VGS从RDS(ON)的负温度系数地区到达RDS(ON)的正温度系数地区时不构成部分的破坏，此时，在RDS(ON)的正温度系数地区，晶胞单位的温度越高，所流过的电流减小，晶胞单位温度和电流构成负反应，晶胞单位主动均流，到达均衡。
响应的，在MOSFET关断进程中，离栅极管脚间隔远的晶胞单位的电压下降得慢，轻易在RDS(ON)的负温度系数地区构成部分的过热而破坏。
是以，加速MOSFET的守旧和关断速率，使MOSFET疾速经由进程RDS(ON)的负温度系数地区，就能够减小部分能量的堆积，避免晶胞单位部分的过热而破坏。
基于下面的阐发，能够获得：当MOSFET部分破坏时，若破坏的热门位于离栅极管脚间隔近的地区，则能够是守旧速率太慢发生的部分的破坏；若破坏的热门位于离栅极管脚间隔远的地区，则能够是关断速率太慢发生的部分破坏。
在栅极和源极加一个大的电容，在开机的进程中，就会常常发生MOSFET破坏的环境，恰是因为额定的大的输出电容构成晶胞单位VGS电压更大的不均衡，从而更轻易致使部分的破坏。
1．MOSFET在守旧的进程中，RDS(ON)从负温度系数地区向正温度系数地区转化；在其关断的进程中，RDS(ON)从正温度系数地区向负温度系数地区过渡。
2．MOSFET串连等效的栅极和源极电阻的分压感化和栅极电容的影响，构成晶胞单位的VGS的电压不分歧，从而致使各个晶胞单位电流不分歧，在守旧和关断的进程中构成部分过热破坏。
3．疾速守旧和关断MOSFET，能够减小部分能量的堆积，避免晶胞单位部分的过热而破坏。守旧速率太慢，间隔栅极管脚较近的地区部分轻易发生部分过热破坏，关断速率太慢，间隔栅极管脚较远的地区轻易发生部分过热破坏。
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