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。”

 

laizizhuyaogonglvdianluyuanjiandewenduxishuyingxianghuitigaohuojiangdixiaolv。ciwai
，tamenhuigaibianyuanjiandewensheng。lijiezhexiexingweijiangyouyiyushejidekekaoxinghexingneng。

 

本文轉載自電子技術設計。