mosfet負溫度系數特性,正/負溫度系數-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-06-09
負溫度系數是指某些材料或元件的物理性質隨溫度升高而降低的現象。
正,負溫度系數定義
正溫度系數：MOSFET的導通電阻Ron的大小會隨著管子溫度的增加而增大。
負溫度系數：MOSFET的導通電阻Ron的大小會隨著管子溫度的增加而減小。
如圖MOSFET的轉移特性所示，25℃和150℃兩條曲線有一個交點，此交點對應著相應的VGS與電流ID曲線有一個溫度系數為0的電壓值2.7V，通常這個點就稱為零溫度系數點ZTC（即溫度系數=0）。VGS高于2.7V時，溫度越高電流越小，功率MOSFET的RDS(ON)是正溫度系數；VGS低于2.7V時，溫度越高電流越大，功率MOSFET的RDS(ON)是負溫度系數。
MOSFET的負溫度系數特性主要體現在閾值電壓（Vgs(th))和導通電阻（Rds(on))上。
MOSFET的閾值電壓Vgs（th）的負溫度系數特性
MOSFET的閾值電壓Vgs（th)具有負溫度系數，這意味著隨著溫度的升高，閾值電壓會降低。這是因為溫度升高會導致半導體材料中的載流子濃度增加，使得溝道中的載流子更容易被柵極電場吸引，從而降低了閾值電壓的值。這種特性在高溫環境下有助于MOSFET更容易導通，但也可能導致電路的不穩定，因此在設計時需要考慮溫度變化對閾值電壓的影響。
對于本征半導體（是指純凈的、沒有參雜任何雜質的半導體材料），其載流子濃度ni隨溫度變化的表達式為：
其中，NC和Nv分別是導帶有效態密度和價帶有效態密度，Eg是禁帶寬度，k0是玻爾茲曼常數，T是絕對溫度。從該式可以看出，隨著溫度T的升高，指數項exp(-2k0TEg)的值會增大，從而導致本征載流子濃度ni迅速增加。
MOSFET的導通電阻Rds(on)的正溫度系數特性
與閾值電壓的負溫度系數不同，MOSFET的導通電阻Rds(on)通常具有正溫度系數，即隨著溫度的升高，導通電阻會增加。這種特性會導致在高溫下漏極電流減小，漏極功耗增加，漏一源極的壓降也會升高。這種正溫度系數特性有助于在高溫環境下保持相對穩定的導通特性，但需要合理設計散熱和電路以應對這種變化。
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