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用好MOS管的前提——米勒效應(yīng)

我們直接進(jìn)入主題,先看圖(MOS管的等效模型):

圖1就如上圖所示,MOS就不單純是一個(gè)MOS了,Cds,Cgd,Cgs就是MOS的寄生電容,在制造的時(shí)候寄生電容是與生俱來(lái)的,由結(jié)構(gòu)特性所決定,無(wú)法消除。在圖1中輸入電容Cin=Cgs+Cgd輸出電容Cout=Cds+Cgd其中,米勒電容也叫反向傳輸后電容,即CRSS=Cgd  CRSS:反向傳輸電容。而Cdg不是恒定不變的,它會(huì)隨著S極和D極之間的電壓變化而變化。米勒效應(yīng)的定義:       指的是MOS管G極和D極之間的CRSS(反向傳輸電容)在開(kāi)關(guān)的作用下引起的瞬態(tài)變化的現(xiàn)象。以NMOS為例,如下圖所示:

VG驅(qū)動(dòng)MOS管時(shí),可以簡(jiǎn)單的看成給輸入電容充放電的一個(gè)過(guò)程,如下波形圖所示:

米勒效應(yīng)圖接下來(lái),我們分階段來(lái)分析米勒效應(yīng)這個(gè)波形。t0~t1階段,電流Ig給寄生電容Cgs進(jìn)行充電,注意,t1之前MOS還是處于關(guān)閉狀態(tài),也就是這個(gè)時(shí)刻的電壓未能達(dá)到MOS管的導(dǎo)通閾值Vg(th),直到升到t1時(shí)刻Vgs才上升到Vg(th)。

t1~t2階段,此階段Ig依舊給Cgs充電,MOS管開(kāi)始導(dǎo)通,Id電流開(kāi)始穩(wěn)步上升。

t2~t3階段,這個(gè)階段MOS管開(kāi)始進(jìn)入米勒平臺(tái)時(shí)期,這個(gè)時(shí)期Ig開(kāi)始轉(zhuǎn)移到給Cgd進(jìn)行充電,此時(shí)Id最大,Vds開(kāi)始下降,Vgs電壓維持不變。

t3~t4階段,這個(gè)階段Vgs會(huì)持續(xù)上升到MOS完全導(dǎo)通,而米勒電容Cgd也是這個(gè)時(shí)期充滿。如何減少米勒效應(yīng):危害:MOS管米勒效應(yīng)產(chǎn)生的米勒平臺(tái),會(huì)直接影響驅(qū)動(dòng)電壓和MOS開(kāi)通階段的時(shí)間,也會(huì)影響MOS截止階段驅(qū)動(dòng)電壓的下降時(shí)間,加長(zhǎng)整個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)間,增加損耗,降低整體效率。

措施1:減小驅(qū)動(dòng)電阻和提高驅(qū)動(dòng)電壓,本質(zhì)上就是提高驅(qū)動(dòng)電流,加快電容的充電時(shí)間。

措施2:優(yōu)化PCB布線,盡量縮短驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的長(zhǎng)度,加大寬度,以減少寄生電感。

措施3:選擇Cdg較小的MOS管。措施4:使用零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)。好了,今天就先到這吧!祝大伙周末愉快!

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