作为大功率的主流元器件之一的IGBT，其具有导通电阻小、频率高、散热稳定、节能等特点，被广泛应用于航天航空、电动汽车、新能源装备、消费电子、家用电器等领域。在IGBT工作过程中，为防止IGBT的工作温度过高，出现意外导致损坏，通常会安装一个NTC热敏电阻来进行温度监测。

IGBT模块中都带有一个NTC热敏电阻来监测基板的温度，以方便设计精确的温度测量。使用隔离凝胶将热敏电阻与模块的其余部分隔离，芯片中的大部分热量直接通过基板流向NTC热敏电阻的位置。由于热流不是瞬时的，NTC热敏电阻只表示静态操作点的温度。由于检测到的相关时间常数太小，因此无法对短路条件下产生的热等瞬态现象进行监测。NTC热敏电阻与温度成指数比例，因此监测电路必须设计在低功耗的情况下进行。

由于开关的损耗，IGBT会随着工作时长的增加而越来越热。IGBT的散热器板会被连接到冷却板上，而冷却板通常为水冷式的，若使用不纯的冷却水或通过冷却板施加较低的水压，会导致热量交换下降，导致IGBT过热。将NTC热敏电阻安装在IGBT上，能有效地进行温度监测，在温度过热时快速反应并反馈信息到控制界面，让操作员能及时处理，防止零部件或机器损坏。

广东爱晟电子科技有限公司生产的NTC热敏电阻，是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料， 采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。NTC热敏电阻在温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。因此，NTC热敏电阻被广泛应用于温度监测、温度控制、温度补偿等方面。

参考数据：

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.