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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。: z2 k. v7 u# r6 {% \

  x# p0 j! I  @0 `* w) j" x% ?
$ W  O" n* O( k6 e' |$ c( L( l
- k- W7 o; z/ u0 ?9 k: d& g, {6 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)
2 Q1 v, k- {' m/ G0 E3 j) f8 \( A
/ x7 A1 D  ?! V  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)$ t6 I& @1 x3 s# l/ w& w# x4 V

3 V/ P% ]: U; u8 j. e4 m  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。+ t" `: c/ b, p  \' S) s- T

& u/ ~( N2 e4 b& f# ?
  t' b  ]. A: I! k( p& ?

  O/ b4 n$ p. Q
% K- X5 a2 \: K: y- H  MOS管中的米勒平台实际上就是MOSFET处于“放大区”的典型标志/ j+ B, Z# k) r1 A4 e! g
+ N- o1 z0 y, D5 S' {. Q
  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。
7 E- s' h+ T: ~8 q5 d( L6 Z
* S' |. g% Y6 v$ k% _: V" W( l- V' Y
' n! `9 Y7 r6 K& J" N
3 k( B7 H' ^" @

& h, T% ]! {1 B1 S6 X  米勒平台形成的详细过程
$ P/ v$ t) |' ~8 \; D4 M0 U
, u5 U! G8 [# ?- J. C# `  米勒效应指在MOS管开通过程会产生米勒平台,原理如下。5 s. f! ?+ I- z" f; F3 X2 J

6 w9 }( a- G& i5 p  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。2 p7 L# r2 {( L( @& S
" C) w  g5 y0 X5 |. |: ]
" j+ ]7 T+ K4 ?' y! k: ?( _
" a% K1 e) N9 T- @% l
( `8 f1 }" V9 O7 d2 D0 q2 ~7 [
  下图中粗黑线中那个平缓部分就是米勒平台。
* ?$ g1 h3 J- H, M' U1 D9 I) U
) h* l$ K% S9 u, }6 |$ r2 H  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。* r: Y& I# B/ m9 Y6 z' [

( g- O7 Z$ K1 Y$ Q: K8 l0 W  米勒平台是由于mos的gd两端的电容引起的,即mosdatasheet里的Crss。8 w. t, {2 g" k, u# d  n5 Q

$ I; O5 D% b% |  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。
. G) B" a9 Q& B, A

5 p5 N) Q5 x# C0 }
$ i0 [! j$ K7 ]9 s1 e" N) y
: f' V- F3 @4 k; J' P8 L! p6 F4 D  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。
/ G0 C: M6 c! I* ~* V- ]3 `" U/ J- g8 Y7 D1 R4 X
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9 B2 a( o# I& R0 j% q6 I`
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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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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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