MOS的閾值電壓VT隨溫度降低。另一方面,遷移率μn隨溫度降低,決定Ron的所有主要因素中,Ron隨著(zhù)溫度升高。例如μn(125℃)大約是μn(25℃)的0.5倍,因此Ron會(huì )翻倍。
轉移特性,在低Vg時(shí),由于Vt的主要影響因素降低,所以飽和電流IDsat隨T增加。在高Vg時(shí),由于主要的遷移率降低,所以IDsat降低。交點(diǎn)表示為溫度補償點(diǎn)TCP。
當Vc=常數時(shí),溫度系數βT可表示為:

通常,功率MOSFET設計并不是用于工作在夾斷區域,也稱(chēng)為線(xiàn)性區域,如果這么設計,則TCP下方的工作性能可能導致熱不穩定。在較小的柵極電壓下,由于閾值電壓的溫度依賴(lài)性,漏極電流隨溫度而增加。
如果器件在該區域內工作,則將產(chǎn)生熱點(diǎn)并發(fā)生熱失控,在較大的柵極電壓下,因為載流子遷移率在高溫下降低,所以漏極電流隨著(zhù)溫度的升高而降低。溝道寬度越大,不穩定區域越明顯。
當將脈沖功率保持在相同的值(Spi02)時(shí),功率MOSFET 器件在不同電壓偏置下的溫度瞬態(tài)變化。器件是穩定的還是會(huì )受到破壞,完全取決于偏置條件,即漏極電壓、漏極電流和脈沖持續時(shí)間,而不僅僅取決于平
均功率。例如,實(shí)現6A且VD=15V的90W脈沖電源應用器件是穩定的,但在Vp=30V且Ip=3A時(shí),工作點(diǎn)低于TCP,器件會(huì )受到破壞性的熱失控。使用電流溫度系數βr=ΔIp/ΔT,可以區分操作點(diǎn)。根據偏差,使器件保持穩
定的熱點(diǎn)增長(cháng)。在現代溝槽MOSFET中,單元密度較高并且溝道寬度W較大,線(xiàn)性電路模式的安全工作區域會(huì )減?。跜ha16,即使在開(kāi)啟或關(guān)閉期間相對較短的電流飽和持續時(shí)間也可能導致器件失效。
