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  • mosfet负温度系数特性,正/负温度系数介绍
    • 发布时间:2025-07-26 17:36:12
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    mosfet负温度系数特性,正/负温度系数介绍
    正、负温度系数概念阐述
    MOSFET 的导通电阻 Ron 与温度之间的关系呈现出两种不同的温度系数特性。正温度系数表现为导通电阻 Ron 随管子温度的升高而增大;而负温度系数则恰恰相反,导通电阻 Ron 会随着管子温度的上升而减小。
    MOSFET 转移特性与温度系数
    通过分析 MOSFET 的转移特性曲线,可以观察到在 25℃和 150℃两条曲线存在一个交点。该交点对应的 VGS 与电流 ID 曲线中存在一个温度系数为 0 的电压值 2.7V,这一特定电压值被称为零温度系数点(ZTC)。当 VGS 高于 2.7V 时,温度升高会导致电流减小,此时功率 MOSFET 的 RDS(ON) 展现出正温度系数特性;而当 VGS 低于 2.7V 时,温度升高则会使电流增大,功率 MOSFET 的 RDS(ON) 呈现负温度系数特性。
    mosfet负温度系数
    MOSFET 负温度系数特性体现
    MOSFET 的负温度系数特性主要在阈值电压(Vgs(th))和导通电阻(Rds(on))方面有所体现。
    阈值电压 Vgs(th)的负温度系数特性
    MOSFET 的阈值电压 Vgs(th)具有明显的负温度系数,即随着温度的升高,阈值电压逐渐降低。这一现象的原因在于温度上升时,半导体材料中的载流子浓度增加,沟道中的载流子更容易受到栅极电场的吸引,从而使得阈值电压值下降。在高温环境下,这种特性有利于 MOSFET 的导通,但同时也可能引发电路的不稳定问题,因此在电路设计过程中,必须充分考虑温度变化对阈值电压的影响。
    对于本征半导体而言,其载流子浓度 ni 随温度变化的规律遵循特定的物理公式。
    mosfet负温度系数
    其中,NC 和 Nv 分别代表导带有效态密度和价带有效态密度,Eg 为禁带宽度,k0 是玻尔兹曼常数,T 表示绝对温度。从公式可以看出,随着温度 T 的升高,指数项 exp (- 2k0TEg) 的值会不断增大,进而导致本征载流子浓度 ni 快速上升。
    导通电阻 Rds(on) 的正温度系数特性
    与阈值电压的负温度系数不同,MOSFET 的导通电阻 Rds(on) 通常表现出正温度系数特性。也就是说,随着温度的升高,导通电阻会相应增加。这种特性会导致在高温条件下,漏极电流减小,漏极功耗增加,同时漏 - 源极之间的压降也会升高。不过,这种正温度系数特性有助于在高温环境下维持相对稳定的导通特性,但这也要求我们必须合理设计散热措施和电路布局,以应对这种特性带来的变化。
    通过对 MOSFET 负温度系数及其相关特性的深入分析,我们可以更好地理解其在不同温度环境下的工作状态,从而在实际的电子电路设计与应用中,充分利用其特性,优化电路性能,确保电子设备在各种工况下都能稳定可靠地运行。
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