熱敏電阻：半導(dǎo)體產(chǎn)品具有不同類型的溫度系數(shù)
發(fā)布時間：2017/8/24 訪問人數(shù)：1497次
半導(dǎo)體產(chǎn)品具有不同類型的溫度系數(shù)。為了用好電阻或正向壓降及其隨溫度的變化等參數(shù)，設(shè)計師必須充分理解各種器件的溫度系數(shù)。
首先解釋一下正溫度系數(shù)和負溫度系數(shù)的區(qū)別。
如果一個元件的電阻隨著溫度的上升而減小，那么這個元件就具有負溫度系數(shù)。
如果一個元件的電阻隨著溫度的上升而增加，那么這個元件就具有正溫度系數(shù)。
在電阻與溫度關(guān)系圖中很容易看出溫度系數(shù)的正負極性。隨著溫度的上升，正斜率指示的是正溫度系數(shù)，負斜率指示的是負溫度系數(shù)。
本文將討論流行的功率半導(dǎo)體的溫度系數(shù)及其在電路中的正確處理。維基百科對半導(dǎo)體溫度系數(shù)有權(quán)威描述。
半導(dǎo)體電阻的負溫度系數(shù)
半導(dǎo)體材料溫度的上升將使載流子濃度提高，這將導(dǎo)致更多數(shù)量的載流子復(fù)合，從而提高半導(dǎo)體的電導(dǎo)率。電導(dǎo)率的提高使半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的上升而減小，形成電阻的負溫度系數(shù)。
對于基礎(chǔ)半導(dǎo)體理論，特別是基于結(jié)點的器件，比如雙極結(jié)型晶體管（BJT）和二極管，這是完全正確的。然而，像MOSFET和IGBT等元件事實上有電阻性溝道，會影響溫度系數(shù)的行為。
在工程技術(shù)學(xué)校，半導(dǎo)體理論總是從半導(dǎo)體結(jié)點產(chǎn)生的具有不同p和n濃度的能隙開始講起。通過將能量注入半導(dǎo)體，電子獲得熱能，進而補充電子能量，這樣傳導(dǎo)時就要求更少的正向偏置電流。同樣，當阻斷電壓時，二極管結(jié)點的漏電流隨溫度上升而增加。在一個功率因子校正電路中我首次親眼看到一些600V硅肖特基二極管開始碎裂。隨著它們的快速擴張，波形呈熔巖燈式擴張。幸運的是，在危險發(fā)生之前我切斷了電路。只要提一下摩托羅拉不再開展半導(dǎo)體業(yè)務(wù)就能夠理解了。下面來看圖吧。
從圖1中可以看出，正向電壓隨溫度上升而下降。正向電壓的這種改變是可預(yù)測的，因此經(jīng)常作為測量獨立器件結(jié)點溫度的一種方法。
圖1：正向電壓隨溫度上升而下降。
前面提到的溫度系數(shù)趨勢與硅有關(guān)。碳化硅（SiC）和氮化鍺（GaN）等較新材料的溫度變化與硅有很大區(qū)別。
至于MOSFET，它們有著如圖所示的正溫度系數(shù)，其中的Rds(on)隨溫度上升而增加。這是由MOSFET基底本身的電阻和器件的厚度造成的。更厚的器件可以承受更高的電壓，因此具有更高的導(dǎo)通電阻。
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