MOSFET-零温度系数点ZTC（Zero Temperature Coefficient）

主要观点总结

本文主要介绍了功率MOSFET在开关电源应用中的开关损耗问题，着重讨论了MOSFET在线性区工作时的微观动态过程，特别是零温度系数点ZTC（Zero Temperature Coefficient）的概念及其与热电不稳定性区域ETI（Electric Thermal Instability）的关系。文章还从MOSFET的内部结构出发，解释了RDS(ON)与热平衡变化过程，以及适合线性区工作的MOSFET的设计和工艺优化问题。

关键观点总结

关键观点1: 零温度系数点ZTC（Zero Temperature Coefficient）的定义和重要性

ZTC是功率MOSFET转移特性中的一个特殊点，对应着温度系数为0的电压值。在MOSFET开关过程中，跨越线性区时会产生热电不稳定性区域ETI，ZTC的理解对优化MOSFET的工作状态至关重要。

关键观点2: MOSFET内部结构对RDS(ON)和热平衡的影响

MOSFET由许多小元胞并联组成，每个元胞的电压和电流分布不一致会导致热不平衡。了解元胞的电压分布和电流路径对于理解MOSFET的热稳定性和电流分配至关重要。

关键观点3: 线性区工作的MOSFET的设计和工艺优化

减小功率MOS的管芯面积可能恶化器件的温度管理，设计和工艺优化需要考虑到热稳定性。新洁能公司采取特殊方法研发出适用于在线性区工作状态的MOSFET。

文章预览

引言 开关电源应用中，功率MOSFET工作于开关状态，在截止区和完全导通的饱和区之间高频切换，由于在切换过程中要经过线性区，因此产生开关损耗。本文着重介绍MOSFET开关在线性区的微观动态过程中，容易忽视的一个概念-零温度系数点ZTC,围绕ZTC展开的相关状态讨论。 MOSFET完全导通时，R DS(ON) 处于正温度系数区，局部单元的温度增加，电流减小温度降低，芯片具有自动平衡电流的分配能力。 但在跨越线性区时，会产生动态的不平衡，V GS 电压低，通常在负温度系数区，局部单元过热导致其流过更大的电流，结果温度更高，从而形成局部热点导致器件损坏，这样就形成一个热电不稳定性区域ETI (Electric Thermal Instability)，发生于V GS 低于温度系数为0（ZTC）的负温度系数区。 一、 什么是零温度系数点ZTC （Zero Temperature Coefficient） 如图1功率MOSFET的转移 ………………………………