[導(dǎo)讀]1、線性區(qū)工作負(fù)溫度系數(shù)特性功率MOSFET的轉(zhuǎn)移特性如圖1所示,VGS與電流ID曲線有一個溫度系數(shù)為0的電壓值5.5V,通常這個點就稱為零溫度系數(shù)點ZTC(ZeroTemperatureCoefficient)。VGS高于5.5V時,溫度越高電流越小,功率MOSFET的RDS是...
1、線性區(qū)工作負(fù)溫度系數(shù)特性功率MOSFET的轉(zhuǎn)移特性如圖1所示,VGS與電流ID曲線有一個溫度系數(shù)為0的電壓值5.5V,通常這個點就稱為零溫度系數(shù)點ZTC(Zero Temperature Coefficient)。VGS高于5.5V時,溫度越高電流越小,功率MOSFET的RDS是正溫度系數(shù);VGS低于5.5V時,溫度越高電流越大,功率MOSFET的的RDS是負(fù)溫度系數(shù)。功率MOSFET內(nèi)部通常是由許多晶胞單元并聯(lián)而成,如圖2所示。通常假定芯片內(nèi)部處于理想的熱平衡狀態(tài),整個硅片的結(jié)溫完全一致。然而在實際條件下,硅片邊沿?zé)嶙璧?,如圖3所示;由于硅片焊接的不均勻,各局部區(qū)的熱阻也不一致;此外,各局部區(qū)的閾值電壓VTH也不完全相同,它們通過的漏極電流,也就是(VGS-VTH)和跨導(dǎo)乘積,也不完全相同。上述因素導(dǎo)致局部區(qū)溫度也不一樣。功率MOSFET工作在線性區(qū)用來限制電流,VGS電壓低,通常在負(fù)溫度系數(shù)區(qū),局部單元過熱導(dǎo)致其流過更大的電流,結(jié)果溫度更高,從而形成局部熱點導(dǎo)致器件損壞,這樣就形成一個熱電不穩(wěn)定性區(qū)域ETI (Electro Thermal Instability),發(fā)生于VGS低于溫度系數(shù)為0(ZTC)的負(fù)溫度系數(shù)區(qū)。開關(guān)電源中功率MOSFET工作于開關(guān)狀態(tài),在截止區(qū)和完全導(dǎo)通區(qū)之間高頻切換,由于在切換過程中要經(jīng)過線性區(qū),因此產(chǎn)生開關(guān)損耗。完全導(dǎo)通時,RDS處于正溫度系數(shù)區(qū),局部單元的溫度增加,電流減小溫度降低,具有自動的平衡電流的分配能力。但是在跨越線性區(qū)時,會產(chǎn)生動態(tài)的不平衡。對于熱插撥、負(fù)載開關(guān)、分立LDO的調(diào)整管等這一類的應(yīng)用,MOSFET較長時間或一直在線性區(qū)工作,因此工作狀態(tài)和快速開關(guān)狀態(tài)不同。功率MOSFET工作在線性狀態(tài),器件的壓降和電流都較大,功耗大,因此產(chǎn)生高的熱電應(yīng)力,更容易導(dǎo)致熱不平衡的發(fā)生,從而形成局部熱點或局部電流集中,導(dǎo)致器件損壞;而且,也容易導(dǎo)致寄生的三極管導(dǎo)通,產(chǎn)生二次擊穿,從而損壞器件。
圖1:AOT462的轉(zhuǎn)移特性
圖2:功率MOSFET內(nèi)部晶胞單元
?圖3:芯片內(nèi)部散熱差異正溫度系數(shù)區(qū)主要處決于載流子的產(chǎn)生,負(fù)溫度系數(shù)區(qū)主要處決于載流子的移動,因此表現(xiàn)出來的溫度特性不同。器件的失效處取決于脈沖時間、散熱條件和功率MOSFET單元平衡性能。通常,ZTC對應(yīng)的電流越大,對應(yīng)的VGS越大,就越容易發(fā)生熱不穩(wěn)定性問題。而且ZTC直接和跨導(dǎo)相關(guān),跨導(dǎo)增加,ZTC點向更高的VGS點移動。相對傳統(tǒng)的平面工藝,新一代的工藝的MOSFET單元密度大,具有更大的跨導(dǎo),因此更容易發(fā)生熱不穩(wěn)定性問題。另外,高壓的MOSFET比低壓MOSFET,在ZTC點具有更低的電流和VGS,這是因為高壓MOSFET的epi層厚,單元的Pitch較低,而且摻雜也低,所以RDS隨溫度變化決定著在整個溫度范圍內(nèi)跨導(dǎo)的變化,因此比低壓MOSFET發(fā)生熱不穩(wěn)定性問題的可能性降低。2、線性區(qū)工作的電勢、空穴和電流線分布MOSFET的漏極導(dǎo)通特性前面論述過,其工作特性有三個工作區(qū):截止區(qū)、線性區(qū)和?完全導(dǎo)通區(qū)。其中,線性區(qū)也稱恒流區(qū)、飽和區(qū)、放大區(qū);完全導(dǎo)通區(qū)也稱可變電阻區(qū)。功率MOSFET在完全導(dǎo)通區(qū)和線性區(qū)工作時候,都可以流過大的電流。理論上,功率MOSFET是單極型器件,N溝道的功率MOSFET,只有電子電流,沒有空穴電流,但是,這只是針對完全導(dǎo)通的時候;在線性區(qū),還是會同時存在電子和空穴二種電流,如圖4、圖5和圖6分別所示,完全導(dǎo)通區(qū)和線性區(qū)工作時,電勢、空穴和電流線分布圖。從電勢分布圖,功率MOSFET完全導(dǎo)通時,VDS的壓降低,耗盡層完全消失;功率MOSFET在線性區(qū)工作時,VDS的電壓比較高,耗盡層仍然存在,此時由于在EPI耗盡層產(chǎn)生電子-空穴對,空穴也會產(chǎn)生電流,參入電流的導(dǎo)通。空穴電流產(chǎn)生后,就會通過MOSFET內(nèi)部的BODY體區(qū)流向S極,這也導(dǎo)致有可能觸發(fā)寄生三極管,對功率MOSFET產(chǎn)生危害。由空、電流線穴分布圖可見:線性區(qū)工作時產(chǎn)生明顯的空穴電流,電流線也擴散到P型BODY區(qū)。圖4:完全導(dǎo)通(左)和線性區(qū)的電勢分布圖圖5:完全導(dǎo)通(左)和線性區(qū)的空穴分布圖圖6:完全導(dǎo)通(左)和線性區(qū)的電流線分布圖功率MOSFET在線性區(qū)工作時,器件同時承受高的電壓和高的電流時,會產(chǎn)生下面的問題:
1、內(nèi)部的電場大,注入更多的空穴。
2、有效的溝道寬度比完全導(dǎo)通時小。
3、改變Vth和降低擊穿電壓。
4、Vth低,電流更容易傾向于局部的集中,形成熱點;負(fù)溫度系數(shù)特性進一步惡化局部熱點。功率MOSFET工作在線性區(qū)時,器件承受高的電壓,耗盡層高壓偏置導(dǎo)致有效的體電荷減??;工作電壓越高,內(nèi)部的電場越高,電離加強產(chǎn)生更多電子-空穴對,形成較大的空穴電流。特別是如果工藝不一致,局部區(qū)域達(dá)到臨界電場,會產(chǎn)生非常強的電離和更大的空穴電流,增加寄生三極管導(dǎo)通的風(fēng)險。圖7為通用Trench和SGT屏蔽柵(分離柵)完全導(dǎo)通的電流線,圖7來源于網(wǎng)絡(luò)。新一代SGT工藝的功率MOSFET局部區(qū)域電流線更密急,更容易產(chǎn)生局部的電場集中,因此,如果不采取特殊的方法進行優(yōu)化,很難在線性區(qū)的工作狀態(tài)下使用。圖7:Trench(左)和SGT屏蔽柵電流線分布圖
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9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。
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加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...
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倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...
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北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...
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8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。
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8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。
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華為
12nm
EDA
半導(dǎo)體
8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。
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華為
12nm
手機
衛(wèi)星通信
要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...
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數(shù)字經(jīng)濟
北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...
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VI
傳輸協(xié)議
音頻
BSP
北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...
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信息技術(shù)
山海路引?嵐悅新程 三亞2024年8月27日 /美通社/ --?近日,海南地區(qū)六家凱悅系酒店與中國高端新能源車企嵐圖汽車(VOYAH)正式達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議。這一合作標(biāo)志著兩大品牌在高端出行體驗和環(huán)保理念上的深度融合,將...
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新能源
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上海2024年8月28日 /美通社/ -- 8月26日至8月28日,AHN LAN安嵐與股神巴菲特的孫女妮可?巴菲特共同開啟了一場自然和藝術(shù)的療愈之旅。 妮可·巴菲特在療愈之旅活動現(xiàn)場合影 ...
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8月29日消息,近日,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文在中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式上表示,中國科技企業(yè)不應(yīng)怕美國對其封鎖。
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12nm
EDA
半導(dǎo)體
上海2024年8月26日 /美通社/ -- 近日,全球領(lǐng)先的消費者研究與零售監(jiān)測公司尼爾森IQ(NielsenIQ)迎來進入中國市場四十周年的重要里程碑,正式翻開在華發(fā)展新篇章。自改革開放以來,中國市場不斷展現(xiàn)出前所未有...
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上海2024年8月26日 /美通社/ -- 第二十二屆跨盈年度B2B營銷高管峰會(CC2025)將于2025年1月15-17日在上海舉辦,本次峰會早鳥票注冊通道開啟,截止時間10月11日。 了解更多會議信息:cc.co...
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COM
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上海2024年8月26日 /美通社/ -- 今日,高端全合成潤滑油品牌美孚1號攜手品牌體驗官周冠宇,開啟全新旅程,助力廣大車主通過駕駛?cè)ヌ剿鞲鼜V闊的世界。在全新發(fā)布的品牌視頻中,周冠宇及不同背景的消費者表達(dá)了對駕駛的熱愛...
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上海2024年8月27日 /美通社/ -- 近來,具有強大學(xué)習(xí)、理解和多模態(tài)處理能力的大模型迅猛發(fā)展,正在給人類的生產(chǎn)、生活帶來革命性的變化。在這一變革浪潮中,物聯(lián)網(wǎng)成為了大模型技術(shù)發(fā)揮作用的重要陣地。 作為全球領(lǐng)先的...
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高通
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COM
TE
8月26日消息,華為公司最近正式啟動了“華為AI百校計劃”,向國內(nèi)高校提供基于昇騰云服務(wù)的AI計算資源。
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