曾經(jīng)從課堂和教材中我們學(xué)習(xí)到“MOSFET適合并聯(lián)工作,因?yàn)槠涫钦郎囟认禂?shù)”的觀點(diǎn)。所以許多工程師很少對(duì)此提出疑問(wèn)。但在我們不斷實(shí)踐的過(guò)程中,偶爾會(huì)有一些思考,那就是:MOS總是正溫度系數(shù)嗎?本文中將對(duì)這一疑問(wèn)進(jìn)行討論、推理和說(shuō)明。其中一些結(jié)論根據(jù)實(shí)際案例得出,僅供大家參考與討論。
下面我們看一個(gè)出現(xiàn)負(fù)溫度系數(shù)的設(shè)計(jì)實(shí)例:設(shè)計(jì)在15V,從0V~15V有個(gè)過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中就出現(xiàn)了負(fù)溫度系數(shù)。并且這個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)了并聯(lián)的時(shí)候在一種型號(hào)管子正常的情況下,然后僅僅換了另一種型號(hào)的管子(其他參數(shù)不改)卻出現(xiàn)炸管現(xiàn)象。
經(jīng)過(guò)推論這有可能與開(kāi)關(guān)的速度有關(guān),如果速度比較慢,停留在負(fù)溫度系數(shù)的時(shí)間比較長(zhǎng),就會(huì)炸管。溫度多少不是關(guān)鍵,關(guān)鍵的是這里存在一個(gè)正反饋的過(guò)程,即溫度越高,流過(guò)的電流越大。如果穿越這個(gè)負(fù)溫度系數(shù)區(qū)域的時(shí)間太長(zhǎng)就會(huì)炸管。因此MOS也存在負(fù)溫度系數(shù),不注意的話可能引起致命問(wèn)題。針對(duì)換了另一種型號(hào)的管子(其他參數(shù)不改)卻出現(xiàn)炸管現(xiàn)象可以這樣理解:
MOSFET工作在飽和狀態(tài)的IV特性
這個(gè)圖說(shuō)的是MOSFET工作在飽和狀態(tài)的IV特性,即Vgs在9V以下時(shí),Id是正溫度系數(shù),因?yàn)殡S著溫度的增大Id也增大。但是MOSFET并聯(lián)工作,是工作在線性電阻方式,雖然這里沒(méi)有給出線性電阻方式時(shí)的曲線,但我們可以非常容易的推知,線性電阻Rds 是負(fù)溫度系數(shù)的,因?yàn)闇囟壬逫d增大,所以Id/Vds就增大了,而這時(shí)gm,所以電阻Rds減小了。因此MOSFET線性電阻方式時(shí),溫度系數(shù)是正還是負(fù),即Id是正溫度系數(shù),而Rds是負(fù)溫度系數(shù)的。但是這個(gè)圖里,Vgs大于9V后,就正好相反了,Rds是正溫度系數(shù),而Id是負(fù)溫度系數(shù)。如果一個(gè)MOS工作在Id 正溫度系數(shù)方式,一個(gè)工作在負(fù)溫度系數(shù)方式,則溫度升高時(shí),正溫度的Id越來(lái)越大,負(fù)系數(shù)的越來(lái)越小,最后導(dǎo)致一個(gè)導(dǎo)通一個(gè)不導(dǎo)通。
解決方法
我們可以加快開(kāi)通速度,快速經(jīng)過(guò)負(fù)溫度系數(shù)區(qū)域,關(guān)斷過(guò)程也一樣的道理。MOSFET在開(kāi)通的過(guò)程中,RDS(ON)從負(fù)溫度系數(shù)區(qū)域向正溫度系數(shù)區(qū)域轉(zhuǎn)化;在其關(guān)斷的過(guò)程中,RDS(ON)從正溫度系數(shù)區(qū)域向負(fù)溫度系數(shù)區(qū)域過(guò)渡??焖匍_(kāi)通和關(guān)斷MOS,可以減小局部能量的聚集,防止晶胞單元局部過(guò)熱而損壞。