mosfet负温度系数特性,正/负温度系数-KIA MOS管
信息来源：本站 日期：2025-06-09
负温度系数是指某些材料或元件的物理性质随温度升高而降低的现象。
正,负温度系数定义
正温度系数：MOSFET的导通电阻Ron的大小会随着管子温度的增加而增大。
负温度系数：MOSFET的导通电阻Ron的大小会随着管子温度的增加而减小。
如图MOSFET的转移特性所示，25℃和150℃两条曲线有一个交点，此交点对应着相应的VGS与电流ID曲线有一个温度系数为0的电压值2.7V，通常这个点就称为零温度系数点ZTC（即温度系数=0）。VGS高于2.7V时，温度越高电流越小，功率MOSFET的RDS(ON)是正温度系数；VGS低于2.7V时，温度越高电流越大，功率MOSFET的RDS(ON)是负温度系数。
MOSFET的负温度系数特性主要体现在阈值电压（Vgs(th))和导通电阻（Rds(on))上。
MOSFET的阈值电压Vgs（th）的负温度系数特性
MOSFET的阈值电压Vgs（th)具有负温度系数，这意味着随着温度的升高，阈值电压会降低。这是因为温度升高会导致半导体材料中的载流子浓度增加，使得沟道中的载流子更容易被栅极电场吸引，从而降低了阈值电压的值。这种特性在高温环境下有助于MOSFET更容易导通，但也可能导致电路的不稳定，因此在设计时需要考虑温度变化对阈值电压的影响。
对于本征半导体（是指纯净的、没有参杂任何杂质的半导体材料），其载流子浓度ni随温度变化的表达式为：
其中，NC和Nv分别是导带有效态密度和价带有效态密度，Eg是禁带宽度，k0是玻尔兹曼常数，T是绝对温度。从该式可以看出，随着温度T的升高，指数项exp(-2k0TEg)的值会增大，从而导致本征载流子浓度ni迅速增加。
MOSFET的导通电阻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)通常具有正温度系数，即随着温度的升高，导通电阻会增加。这种特性会导致在高温下漏极电流减小，漏极功耗增加，漏一源极的压降也会升高。这种正温度系数特性有助于在高温环境下保持相对稳定的导通特性，但需要合理设计散热和电路以应对这种变化。
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