Q: 什么是零温度系数点ZTC?

 

A: 如下图 MOSFET 的 Id~Vg 转移特性所示，-25℃、25℃、150℃ 三条曲线有一个交点，此交点对应着相应的 VGS 与电流 ID 曲线有一个温度系数为 0 的电压值 Vztc，通常这个点就称为零温度系数点 ZTC（Zero Temperature Coefficient，即温度系数=0)。VGS 高于 Vztc时，温度越高电流越小，MOSFET 的 RDS(ON) 是正温度系数；VGS 低于 Vztc 时，温度越高电流越大，功率 MOSFET 的 RDS(ON) 是负温度系数。

 

零温度系数点 - Zero Temperature Coefficient - ZTC

 

对于高于 ZTC 的操作（∂ID / ∂Tj < 0），温度系数为负。热的地方会吸收更少的电流，并且会冷却下来。芯片自身稳定，初始温度变化变得无关紧要。

 

对于低于 ZTC 的操作（∂ID / ∂Tj > 0），温度系数为正。在这种情况下，局部热点随着温度升高会吸收更多的电流。这将导致增加的局部功率耗散和进一步加热。最终，这将导致热失控和芯片的局部破坏。

 

"在高频开关应用中，MOSFET 的 ZTC 点不能直接用于评估高频开关应用中的开关损耗，但可以提供一些间接的参考。开关损耗与 MOSFET 的开关速度和线性区的工作时间有关。通过控制 VGS 使其快速通过负温度系数区进入正温度系数区，可减少开关过程中的线性区停留时间，从而降低开关损耗，提高效率。"

 

有三个疑问还未找到答案（工艺和器件结构角度）...

 

Q1: 零温度系数点和什么相关，阈值电压 VT 与 ZTC 有联系嘛？

 

Q2: 如何拉低 ZTC 点呢？

 

Q3: 如何使 ∂ID/∂Tj 绝对值降低，也就是电流随温度的变化降低？

 

Reference:

1.Semiconductor Devices: Physics and Technology.

 

2.Zero Temperature Coefficient.

来源：十二芯座

关键词： 零温度系数点 MOSFET