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  6. MOS管開關(guān)時的米勒效應(yīng)解析
    • 發(fā)布時間:2021-09-09 17:13:50
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    MOS管開關(guān)時的米勒效應(yīng)解析
    一、MOSFET的開通過程
     MOSFET的柵極驅(qū)動過程,可以簡單的理解為驅(qū)動源對MOSFET的輸入電容(主要是柵源極電容Cgs)的充放電過程,當(dāng)給柵極施加驅(qū)動電壓后,MOSFET開通過程會分為4個階段,其中Vgs、Ig、Vds、Id之間的關(guān)系如下圖:
    米勒效應(yīng)
    t0-t1:Vgs快速上升,Ig逐漸降低。因?yàn)閂gs還沒上升到MOSFET的開通電壓,因此Id一直為0。
    t1-t2:Vgs上升到Vgs(th),MOSFET開通,Id開始上升,Vds開始下降,MOSFET進(jìn)入飽和區(qū)。
    t2-t3:由于米勒效應(yīng),Vgs會持續(xù)一段時間不再上升,此時Id已經(jīng)達(dá)到最大,而Vds還在繼續(xù)下降,直到米勒電容充滿電。Vgs在當(dāng)前階段會保持不變,形成一個電壓平臺,稱為米勒平臺。
    t3-t4:米勒電容充滿電,Vgs繼續(xù)上升到外界驅(qū)動電壓的值,此時MOSFET進(jìn)入電阻區(qū),Vds徹底降下來,開通結(jié)束。
    二、米勒平臺的形成
    在MOS開通前,D極電壓大于G極電壓,則MOS寄生電容Cgd中就會儲存著電荷。當(dāng)MOS完全導(dǎo)通后G極電壓又會大于D極電壓,則Cgd中又會儲存極性方向相反的電荷。因此在MOS管開通的過程中,會有一個時間段,G極的驅(qū)動電荷用于中和Cgd中的電荷,并繼續(xù)灌入電荷使其中電荷的極性反向。這個時間段就是米勒平臺形成的時間段。
    米勒效應(yīng)
    三、米勒效應(yīng)的影響與解決方法
    米勒效應(yīng)會嚴(yán)重增加MOS的開通損耗。因?yàn)樗娱L了MOS的開通時間。同時會降低MOS的開關(guān)速度。
    解決方法:
    1)、驅(qū)動電路在G級和S級之間加足夠大的電容可以消除米勒效應(yīng)。但此時開關(guān)時間會拖的很長。一般推薦值加0.1Ciess的電容。
    2)、選擇Cgd小的MOS,在MOS的手冊中:
    米勒效應(yīng)
    又根據(jù)公式:Ciss=Cgs+Cgd,Coss=Cds+Cgd,Crss=Cgd
    可以得到Cgd。
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