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什么是零溫度系數(shù)點(diǎn)ZTC?

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2025-04-25 08:17

Q: 什么是零溫度系數(shù)點(diǎn)ZTC?

 

A: 如下圖 MOSFET 的 Id~Vg 轉(zhuǎn)移特性所示,-25℃、25℃、150℃ 三條曲線有一個(gè)交點(diǎn),此交點(diǎn)對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的 VGS 與電流 ID 曲線有一個(gè)溫度系數(shù)為 0 的電壓值 Vztc,通常這個(gè)點(diǎn)就稱為零溫度系數(shù)點(diǎn) ZTC(Zero Temperature Coefficient,即溫度系數(shù)=0)。VGS 高于 Vztc時(shí),溫度越高電流越小,MOSFET 的 RDS(ON) 是正溫度系數(shù);VGS 低于 Vztc 時(shí),溫度越高電流越大,功率 MOSFET 的 RDS(ON) 是負(fù)溫度系數(shù)。

 

零溫度系數(shù)點(diǎn) - Zero Temperature Coefficient - ZTC

 

對(duì)于高于 ZTC 的操作(∂ID / ∂Tj < 0),溫度系數(shù)為負(fù)。熱的地方會(huì)吸收更少的電流,并且會(huì)冷卻下來。芯片自身穩(wěn)定,初始溫度變化變得無(wú)關(guān)緊要。

 

對(duì)于低于 ZTC 的操作(∂ID / ∂Tj > 0),溫度系數(shù)為正。在這種情況下,局部熱點(diǎn)隨著溫度升高會(huì)吸收更多的電流。這將導(dǎo)致增加的局部功率耗散和進(jìn)一步加熱。最終,這將導(dǎo)致熱失控和芯片的局部破壞。

 

"在高頻開關(guān)應(yīng)用中,MOSFET 的 ZTC 點(diǎn)不能直接用于評(píng)估高頻開關(guān)應(yīng)用中的開關(guān)損耗,但可以提供一些間接的參考。開關(guān)損耗與 MOSFET 的開關(guān)速度和線性區(qū)的工作時(shí)間有關(guān)。通過控制 VGS 使其快速通過負(fù)溫度系數(shù)區(qū)進(jìn)入正溫度系數(shù)區(qū),可減少開關(guān)過程中的線性區(qū)停留時(shí)間,從而降低開關(guān)損耗,提高效率。"

 

有三個(gè)疑問還未找到答案(工藝和器件結(jié)構(gòu)角度)...

 

Q1: 零溫度系數(shù)點(diǎn)和什么相關(guān),閾值電壓 VT 與 ZTC 有聯(lián)系嘛?

 

Q2: 如何拉低 ZTC 點(diǎn)呢?

 

Q3: 如何使 ∂ID/∂Tj 絕對(duì)值降低,也就是電流隨溫度的變化降低?

 

Reference:

1.Semiconductor Devices: Physics and Technology.

 

2.Zero Temperature Coefficient.

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來源:十二芯座

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