正or负温度系数?关于MOSFET并联的那些事

2014-11-10 11:43 来源:电子信息网 作者:兔子

曾经从课堂和教材中我们学习到“MOSFET适合并联工作,因为其是正温度系数”的观点。所以许多工程师很少对此提出疑问。但在我们不断实践的过程中,偶尔会有一些思考,那就是:MOS总是正温度系数吗?本文中将对这一疑问进行讨论、推理和说明。其中一些结论根据实际案例得出,仅供大家参考与讨论。

下面我们看一个出现负温度系数的设计实例:设计在15V,从0V~15V有个过程,在这个过程中就出现了负温度系数。并且这个过程中出现了并联的时候在一种型号管子正常的情况下,然后仅仅换了另一种型号的管子(其他参数不改)却出现炸管现象。

经过推论这有可能与开关的速度有关,如果速度比较慢,停留在负温度系数的时间比较长,就会炸管。温度多少不是关键,关键的是这里存在一个正反馈的过程,即温度越高,流过的电流越大。如果穿越这个负温度系数区域的时间太长就会炸管。因此MOS也存在负温度系数,不注意的话可能引起致命问题。针对换了另一种型号的管子(其他参数不改)却出现炸管现象可以这样理解:

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MOSFET工作在饱和状态的IV特性

这个图说的是MOSFET工作在饱和状态的IV特性,即Vgs在9V以下时,Id是正温度系数,因为随着温度的增大Id也增大。但是MOSFET并联工作,是工作在线性电阻方式,虽然这里没有给出线性电阻方式时的曲线,但我们可以非常容易的推知,线性电阻Rds 是负温度系数的,因为温度升高Id增大,所以Id/Vds就增大了,而这时gm,所以电阻Rds减小了。因此MOSFET线性电阻方式时,温度系数是正还是负,即Id是正温度系数,而Rds是负温度系数的。但是这个图里,Vgs大于9V后,就正好相反了,Rds是正温度系数,而Id是负温度系数。如果一个MOS工作在Id 正温度系数方式,一个工作在负温度系数方式,则温度升高时,正温度的Id越来越大,负系数的越来越小,最后导致一个导通一个不导通。

解决方法

我们可以加快开通速度,快速经过负温度系数区域,关断过程也一样的道理。MOSFET在开通的过程中,RDS(ON)从负温度系数区域向正温度系数区域转化;在其关断的过程中,RDS(ON)从正温度系数区域向负温度系数区域过渡。快速开通和关断MOS,可以减小局部能量的聚集,防止晶胞单元局部过热而损坏。

MOSFET

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