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MOS管开关时米勒效应的详情

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发表于 2022-1-7 13:51 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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`mos管的栅极驱动过程,可以简单的理解为驱动源对MOS管的输入电容(主要是栅源极电容Cgs)的充放电过程;当Cgs达到门槛电压之后,MOS管就会进入开通状态;当MOS管开通后,Vds开始下降,ld开始上升,此时MOS管进入饱和区;但由于米勒效应,Vgs会持续一段时间不再上升,此时ld已经达到最大,而Vds还在继续下降,直到米勒电容充满电,Vgs又上升到驱动电压的值,此时MOS管进入电阻区,此时Vds彻底降下来,开通结束。2 U( N' m5 e; b& P- E
( @; c& r; l7 k0 a
* I5 H; r; _4 k/ B- m

) i* e3 q! r" `' p& n  由于米勒电容阻止了Vgs的上升,从而也就阻止了Vds的下降,这样就会使损耗的时间加长。(Vgs.上升,则导通电阻下降,从而Vds下降)+ m) \6 m" L5 ]$ S
' D1 {" h; B9 U# v7 e
  米勒效应在MOS管驱动中臭名昭著,他是由MOS管的米勒电容引发的米勒效应,在MOS管开通过程中,GS电压上升到某-电压值后GS电压有一段稳定值,过后GS电压又开始上升直至完全导通。为什么会有稳定值这段呢?因为,在MOS管开通前,D极电压大于G极电压,MOS管寄生电容Cgd储存的电量需要在其导通时注入G极与其中的电荷中和,因MOS管完全导通后G极电压大于D极电压。米勒效应会严重增加MOS管的开通损耗。(MOS管不能很快得进入开关状态)" A1 G4 c/ @, L/ u

5 _5 j  s6 h1 I) o) W. l+ Y4 i  所以就出现了所谓的图腾驱动!!选择MOS管时,Cgd越小开通损耗就越小。米勒效应不可能完全消失。
6 W3 {+ p  M8 g- a; i1 D$ R' A& {
# \0 s0 ]- _6 O( ~* x
& @( l9 |: B( N/ v- Y  A

8 R: E, H. ~0 B+ h4 l/ u5 ]: d- l' a4 u" Q% d3 p! ?/ }% ~
  MOS管中的米勒平台实际上就是MOSFET处于“放大区”的典型标志
/ N; g, w5 m% M7 G4 b/ x4 J
6 L, E+ Y7 G2 x  用用示波器测量GS电压,可以看到在电压上升过程中有一个平台或凹坑,这就是米勒平台。# t" r- I" o+ J$ R( X0 V/ O4 [
" d8 }, \# o  k; q. }

* J5 r7 s; D' T3 n1 Y4 b1 s  W" F3 s. j4 i- T1 F* R3 t$ Q
7 K4 E# N! C/ N+ U' G4 m9 A+ e+ S8 s8 N
  米勒平台形成的详细过程
" p; f6 L7 t7 z8 ]' H6 j
0 [9 C1 y/ l6 d6 Y  米勒效应指在MOS管开通过程会产生米勒平台,原理如下。3 c) z8 \3 V, L3 [+ F/ c+ m: w( B
+ [2 U# R2 w- ~
  理论上驱动电路在G级和S级之间加足够大的电容可以消除米勒效应。但此时开关时间会拖的很长。一般推荐值加0.1Ciess的电容值是有好处的。. t: F. \/ f! U& E
3 x# k' C( A8 E! N/ q" [+ S
# M: u! z  Z; Q: I. j

3 D! C9 ]( ^8 E. F0 E# x7 T7 K( c) K% e6 h7 B3 g& ?' t- y
  下图中粗黑线中那个平缓部分就是米勒平台。
; _% Z; \3 x0 x* \  Q/ v; K! D: ?2 z7 r
  删荷系数的这张图在第一个转折点处:Vds开始导通。Vds的变化通过Cgd和驱动源的内阻形成一个微分。因为Vds近似线性下降,线性的微分是个常数,从而在Vgs处产生一个平台。9 ?2 ?' D. M6 T* s6 b% r' x

: y5 k9 a/ O& T5 D  p4 z  米勒平台是由于mos的gd两端的电容引起的,即mosdatasheet里的Crss。
- D3 F6 E4 {" i9 w) Y% ^6 F9 M7 G1 E7 n" s
  这个过程是给Cgd充电,所以Vgs变化很小,当Cgd充到Vgs水平的时候,Vgs才开始继续上升。
: b( y" T) N9 @: J' t4 @; ]- {
( v+ K! p( V3 M7 v2 ?1 Y
& X6 w* l' ]3 t1 P$ N8 R

) [4 g- C3 n- ^0 \1 W  Cgd在mos刚开通的时候,通过mos快速放电,然后被驱动电压反向充电,分担了驱动电流,使得Cgs上的电压上升变缓,出现平台。- l2 c+ }7 l& G5 G/ r  [5 z& J% k
; O9 m. {7 g5 y( j1 H! I( f+ K
8 Y) Z: m) g+ l% p
7 T' i4 w2 x# ~) e$ f: [
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6 X& t3 K! n8 z+ ^6 L% b
5 u5 E# U  ~/ @" ^
9 f2 D2 ^1 s7 }
/ t3 x% S/ ?% q) G1 e
, b6 I7 z6 B8 e5 E

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2#
发表于 2022-1-7 15:25 | 只看该作者
Vds的降会使损耗的时间加长

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3#
发表于 2022-1-7 16:48 | 只看该作者
驱动电路在G级和S级之间加足够大的电容可以消除米勒效应

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4#
发表于 2022-1-7 17:19 | 只看该作者
米勒平台是由于mos的gd两端的电容引起的
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