作為大功率的主流元器件之一的IGBT，其具有導通電阻小、頻率高、散熱穩(wěn)定、節(jié)能等特點，被廣泛應用于航天航空、電動汽車、新能源裝備、消費電子、家用電器等領域。在IGBT工作過程中，為防止IGBT的工作溫度過高，出現意外導致損壞，通常會安裝一個NTC熱敏電阻來進行溫度監(jiān)測。

IGBT模塊中都帶有一個NTC熱敏電阻來監(jiān)測基板的溫度，以方便設計精確的溫度測量。使用隔離凝膠將熱敏電阻與模塊的其余部分隔離，芯片中的大部分熱量直接通過基板流向NTC熱敏電阻的位置。由于熱流不是瞬時的，NTC熱敏電阻只表示靜態(tài)操作點的溫度。由于檢測到的相關時間常數太小，因此無法對短路條件下產生的熱等瞬態(tài)現象進行監(jiān)測。NTC熱敏電阻與溫度成指數比例，因此監(jiān)測電路必須設計在低功耗的情況下進行。

由于開關的損耗，IGBT會隨著工作時長的增加而越來越熱。IGBT的散熱器板會被連接到冷卻板上，而冷卻板通常為水冷式的，若使用不純的冷卻水或通過冷卻板施加較低的水壓，會導致熱量交換下降，導致IGBT過熱。將NTC熱敏電阻安裝在IGBT上，能有效地進行溫度監(jiān)測，在溫度過熱時快速反應并反饋信息到控制界面，讓操作員能及時處理，防止零部件或機器損壞。

廣東愛晟電子科技有限公司生產的NTC熱敏電阻，是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料， 采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質，因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料。NTC熱敏電阻在溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數目增加，所以電阻值降低。因此，NTC熱敏電阻被廣泛應用于溫度監(jiān)測、溫度控制、溫度補償等方面。

參考數據：

Monitoring Temperature of IGBT with Embedded NTC Thermistor

Vijit Dubey

Electrical and Computer Engineering

Texas A&M University

College Station, Texas, USA

vijit4072@tamu.edu

[1] V. Rudnev, Handbook of induction heating. New York: Marcel Dekker, 2003.

[2] FF900R12IP4 Datasheet, Infineon Technologies, 2015.

[3] Using the NTC, Infineon Technologies, 2015.

[4] LM555 Timer, 1st ed. Texas Instruments, 2015.

[5] CMOS Counter/Dividers, Texas Instruments, 2015.

[6] Photocoupler, California Eastern Laboratories, 2015.