理解功率MOSFET的RDS(ON)温度系数特性

通常，许多资料和教材都认为，MOSFET 的导通电阻具有正的温度系数， 因此可以并联工作。当其中一个并联的 MOSFET 的温度上升时，具有正的温 度系数导通电阻也增加，因此流过的电流减小，温度降低，从而实现自动的均 流达到平衡。同样对于一个功率 MOSFET 器件，在其内部也是有许多小晶胞 并联而成，晶胞的导通电阻具有正的温度系数，因此并联工作没有问题。但是， 当深入理解功率 MOSFET 的传输特性和温度对其传输特性的影响，以及各个 晶胞单元等效电路模型，就会发现，上述的理论只有在 MOSFET 进入稳态导 通的状态下才能成立，而在开关转化的瞬态过程中，上述理论并不成立，因此 在实际的应用中会产生一些问题，本文将详细地论述这些问题，以纠正传统认 识的局限性和片面性。

功率 MOSFET 传输特征三极管有三个工作区：截止区、放大区和饱和区， 而 MOSFET 对应的是关断区、饱和区和线性区。MOSFET 的饱和区对应着三 极管的放大区，而 MOSFET 的线性区对应着三极管的饱和区。MOSFET 线性 区也叫三极区或可变电阻区，在这个区域，MOSFET 基本上完全导通。 当 MOSFET 工作在饱和区时，MOSFET 具有信号放大功能，栅极的电压和 漏极的电流基于其跨导保持一定的约束关系。栅极的电压和漏极的电流的关系 就是 MOSFET 的传输特性。

其中，μn 为反型层中电子的迁移率，COX 为氧化物介电常数与氧化物厚度 比值，W 和 L 分别为沟道宽度和长度。

温度对功率 MOSFET 传输特征影响在 MOSFET 的数据表中，通常可以找到 它的典型的传输特性。注意到 25℃和 175℃两条曲线有一个交点，此交点对应 着相应的 VGS 电压和 ID 电流值。若称这个交点的 VGS 为转折电压，可以看

到：在 VGS 转折电压的左下部分曲线，VGS 电压一定时，温度越高，所流过 的电流越大，温度和电流形成正反馈，即 MOSFET 的 RDS(ON)为负温度系数， 可以将这个区域称为 RDS(ON)的负温度系数区域。 图 1 MOSFET 转移特性

而在 VGS 转折电压的右上部分曲线，VGS 电压一定时，温度越高，所流过 的电流越小，温度和电流形成负反馈，即 MOSFET 的 RDS(ON)为正温度系数， 可以将这个区域称为 RDS(ON)正温度系数区域。

功率 MOSFET 内部晶胞的等效模型在功率 MOSFET 的内部，由许多单元， 即小的 MOSFET 晶胞并联组成,在单位的面积上，并联的 MOSFET 晶胞越多， MOSFET 的导通电阻 RDS(ON)就越小。同样的，晶元的面积越大，那么生产 的 MOSFET 晶胞也就越多，MOSFET 的导通电阻 RDS(ON)也就越小。所有单 元的 G 极和 S 极由内部金属导体连接汇集在晶元的某一个位置，然后由导线引 出到管脚，这样 G 极在晶元汇集处为参考点，其到各个晶胞单元的电阻并不完 全一致，离汇集点越远的单元，G 极的等效串联电阻就越大。 tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！