半導體產品具有不同類型的溫度係數。為了用好電阻或正向壓降及其隨溫度的變化等參數
，設計師必須充分理解各種器件的溫度係數。

 

首先解釋一下正溫度係數和負溫度係數的區別。照例，維基百科對兩者的區別做出了很好的解釋。下麵是一些基礎知識：

 

 

本文將討論流行的功率半導體的溫度係數及其在電路中的正確處理。維基百科對半導體溫度係數有權威描述。

 

 

bandaoticailiaowendudeshangshengjiangshizailiuzinongdutigao，zhejiangdaozhigengduoshuliangdezailiuzifuhe，congertigaobandaotidediandaolv。diandaolvdetigaoshibandaoticailiaodedianzusuiwendudeshangshengerjianxiao，xingchengdianzudefuwenduxishu。

 

對於基礎半導體理論，特別是基於結點的器件
，比如雙極結型晶體管（BJT）和二極管，這是完全正確的。然而，像MOSFET和IGBT等元件事實上有電阻性溝道
，會影響溫度係數的行為。

 

在工程技術學校
，半導體理論總是從半導體結點產生的具有不同p和n濃nong度du的de能neng隙xi開kai始shi講jiang起qi。通tong過guo將jiang能neng量liang注zhu入ru半ban導dao體ti，電dian子zi獲huo得de熱re能neng
，進jin而er補bu充chong電dian子zi能neng量liang，這zhe樣yang傳chuan導dao時shi就jiu要yao求qiu更geng少shao的de正zheng向xiang偏pian置zhi電dian流liu。同tong樣yang
，當dang阻zu斷duan電dian壓ya時shi
，二er極ji管guan結jie點dian的de漏lou電dian流liu隨sui溫wen度du上shang升sheng而er增zeng加jia。在zai一yi個ge功gong率lv因yin子zi校xiao正zheng電dian路lu中zhong我wo首shou次ci親qin眼yan看kan到dao一yi些xie600V矽(gui)肖(xiao)特(te)基(ji)二(er)極(ji)管(guan)開(kai)始(shi)碎(sui)裂(lie)。隨(sui)著(zhe)它(ta)們(men)的(de)快(kuai)速(su)擴(kuo)張(zhang)，波(bo)形(xing)呈(cheng)熔(rong)岩(yan)燈(deng)式(shi)擴(kuo)張(zhang)。幸(xing)運(yun)的(de)是(shi)
，在(zai)危(wei)險(xian)發(fa)生(sheng)之(zhi)前(qian)我(wo)切(qie)斷(duan)了(le)電(dian)路(lu)。隻(zhi)要(yao)提(ti)一(yi)下(xia)摩(mo)托(tuo)羅(luo)拉(la)不(bu)再(zai)開(kai)展(zhan)半(ban)導(dao)體(ti)業(ye)務(wu)就(jiu)能(neng)夠(gou)理(li)解(jie)了(le)。下(xia)麵(mian)來(lai)看(kan)圖(tu)吧(ba)。

 

從圖1中可以看出，正向電壓隨溫度上升而下降。正向電壓的這種改變是可預測的

，因此經常作為測量獨立器件結點溫度的一種方法。

 

圖1：正向電壓隨溫度上升而下降。

 

前麵提到的溫度係數趨勢與矽有關。碳化矽（SiC）和氮化鍺（GaN）等較新材料的溫度變化與矽有很大區別。

 

至於MOSFET
，它們有著如圖所示的正溫度係數

，其中的Rds(on)隨溫度上升而增加。這是由MOSFET基底本身的電阻和器件的厚度造成的。更厚的器件可以承受更高的電壓，因此具有更高的導通電阻。

 

圖2：導通電阻 vs 柵-源電壓。

 

MOSFET電阻隨溫度上升而增加並不全是壞事。它能幫助平衡並聯的MOSFET之間的電流，因為電流總是流向具有最小電阻的路徑。

 

IGBT其實是一種介於BJT和MOSFET之間的混合器件。IGBT的IG或絕緣柵極部分指的是觸發器件的MOSFET；BT指的是雙極晶體管（實際上是其中兩個）
，用於傳導大部分電流。從下麵的IC與VCE圖中的IGBT曲線可以看出這一點，它不像MOSFET那樣提供基於電阻的圖形。注意斜率改變處的交叉點。

 

圖3：IC與VCE圖中的IGBT曲線。

 

銅具有正溫度係數，其電阻隨著電流的增加而增加。下麵是我從參考文獻中引用的一段文字，它對此進行了很好的闡述：

 

“對導體而言，當溫度上升時電阻會增加
，因為電子與振動原子碰撞得更頻繁。這會減少電子的漂移速度（因此電流會減小）。所以導體電阻具有正溫度係數。”

 

來lai自zi主zhu要yao功gong率lv電dian路lu元yuan件jian的de溫wen度du係xi數shu影ying響xiang會hui提ti高gao或huo降jiang低di效xiao率lv。此ci外wai，它ta們men會hui改gai變bian元yuan件jian的de溫wen升sheng。理li解jie這zhe些xie行xing為wei將jiang有you益yi於yu設she計ji的de可ke靠kao性xing和he性xing能neng。

 

本文轉載自電子技術設計。