功率半导体的正负温度系数

考虑到整机的成本因素，许多功率变换器使用了半导体并联方案。并联的均流问题一直是一个技术热点，目前新型半导体器件也越来越多，除了软件的控制外，硬件上什么类型的半导体适合并联？哪些不适合并联也值得讨论下。
中间过程只是个记录，可以直接看结论。

正负温度系数

功率半导体的管压降随着温度的不同会呈现不同的特性。管压降的变化与温度变化成正比，为正温度系数。也即温度升高 - >管压降增大；温度降低 -> 管压降减小。反之为负温度系数。

正温度系统的半导体，两个或多个并联时，当其中一个电流应力偏大，则会导致器件温度升高，从而导致管压降升高；由于器件是并联的，管压降高的器件会分的更少的电流，从而导致温度降低，形成负反馈，达到动态均流。
而负温度系数的半导体则会形成正反馈。

功率半导体

常见的功率半导体：
Si IGBT
Si MOS
SiC MOS
Si rectify
SiC schottky

Si IGBT

以英飞凌 FF450R12ME4 IGBT模块为例，如下图。
在相同电流的情况下，温度升高Vce增大，为正温度系统器件。

Si Mos

以英飞凌IPB60R099CPA 为例，如下图。
以Vgs=20V这条线，
25°时，Id=50A，Vds大约有6V；
150°时，Id=50A，Vds大约有15V；
温度升高，管压降增大，为正温度系统

SiC Mos

下图分别是CREE的C3D10060A 和 Rohm的SCT3022KLHR
150°的管压降都比25°大，都为正温度系数

Si Rectify

以西门康SKD146系列整流桥为例，
25°的Vf比150°大，属于负温度系数。

Si schottky

下图是ON的NTSB40200CTG，温度越低，Vf越大，为负温度系数。

SiC schottky

下图是Rohm的SCS220KGHR SiC肖特基二极管，为正温度系数。

总结

1，从以上可以看出，IGBT，MOS（硅，碳化硅），都属于正温度器件。而普通的硅二极管属于负温度系数器件，但是碳化硅肖特基二极管属于正温度系数。
2，IGBT已经发展了很多代，有些参杂方式的IGBT属于负温度系统，只是这个短文没讨论。遇到任何器件都一定要仔细看规格书。
3，碳化硅肖特基二级挂为正温度系数，适合并联使用，这个跟传统的硅器件不一样，使用时要注意。