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行业动态

MOSFET特性的温度依赖性

MOS的阈值电压VT随温度降低。另一方面,迁移率μn随温度降低,决定Ron的所有主要因素中,Ron随着温度升高。例如μn(125℃)大约是μn(25℃)的0.5倍,因此Ron会翻倍。
转移特性,在低Vg时,由于Vt的主要影响因素降低,所以饱和电流IDsat随T增加。在高Vg时,由于主要的迁移率降低,所以IDsat降低。交点表示为温度补偿点TCP。
当Vc=常数时,温度系数βT可表示为:
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通常,功率MOSFET设计并不是用于工作在夹断区域,也称为线性区域,如果这么设计,则TCP下方的工作性能可能导致热不稳定。在较小的栅极电压下,由于阈值电压的温度依赖性,漏极电流随温度而增加。
如果器件在该区域内工作,则将产生热点并发生热失控,在较大的栅极电压下,因为载流子迁移率在高温下降低,所以漏极电流随着温度的升高而降低。沟道宽度越大,不稳定区域越明显。
当将脉冲功率保持在相同的值(Spi02)时,功率MOSFET 器件在不同电压偏置下的温度瞬态变化。器件是稳定的还是会受到破坏,完全取决于偏置条件,即漏极电压、漏极电流和脉冲持续时间,而不仅仅取决于平
均功率。例如,实现6A且VD=15V的90W脉冲电源应用器件是稳定的,但在Vp=30V且Ip=3A时,工作点低于TCP,器件会受到破坏性的热失控。使用电流温度系数βr=ΔIp/ΔT,可以区分操作点。根据偏差,使器件保持稳
定的热点增长。在现代沟槽MOSFET中,单元密度较高并且沟道宽度W较大,线性电路模式的安全工作区域会减小[Cha16,即使在开启或关闭期间相对较短的电流饱和持续时间也可能导致器件失效。
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点击次数:  更新时间:2021-07-17 10:26:34  【打印此页】  【关闭