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MOS管的米勒效应-讲的很详细讲解学习

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 的 米 应 - 讲

的很详细

MOS 管勒 效

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米勒效应的影响:

MOSFE的栅极驱动过程,可以简单的理解为驱动源对 MOSFE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,MOSFET就会 进入开通状态;当MOSFE开通后,Vds开始下降,Id开始上升,此时MOSFET 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Id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MOSFE进入电阻区,此时Vds彻底降下来,开通结束。

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)

米勒效应在MOS区动中臭名昭著,他是由MOS管的米勒电容引发的米勒效应, 在MOS?开通过程中,GS电压上升到某一电压值后 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 开通前,D极电压大于G极电压,MO资生电容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 MO究全导通后G极电压大于D极电压。米勒 效应会严重增加MOS勺开通损耗。(MOST不能很快得进入开关状态)

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所以就出现了所谓的图腾驱动!!选择 MOS寸,Cgd越小开通损耗就越小。米 勒效应不可能完全消失。

MOSFE中的米勒平台实际上就是MOSFE处于“放大区”的典型标志

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。

米勒效应指在MOS管开通过程会产生米勒平台,原理如下。

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 O.ICiess的电容值是有好处的。 下图中粗黑线中那个平缓部分就是米勒平台。

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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。

米勒平台是由于 mos的g d两端的电容引起的,即 mos datasheet里的 Crss 。

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。

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

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Fig. 12. The rjrqph nf \\! - - 1) 口叮(\"when turn on

to~t1: Vgs from 0 to Vth.Mosfet 没通.电流由寄生二极管 Df. t1~t2: Vgs from Vth to Va. Id

t2~t3: Vds下降.引起电流继续通过Cgd. Vdd越高越需要的时间越长. Ig为驱动电流.

开始降的比较快.当Vdg接近为零时,Cgd增加.直到Vdg变负,Cgd增加到最大. 下降变慢. t3~t4: Mosfet

完全导通,运行在电阻区.Vgs继续上升到Vgg.

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Vuu

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吋 ----------------------- Hi

平台后期,VGS1续增大,IDS是变化很小,那是因为MOS饱和了。。。,但

是,从楼主的图中,这个平台还是有一段长度的 这个平台期间,可以认为是 MOS正处在放大期。

前一个拐点前:MOS截止期,此时Cgs充电,Vgs向Vth逼进

前一个拐点处:MOS正式进入放大期 后一个拐点处:MOS正式退出放大期,开始进入饱和期。

当斜率为dt的电压V施加到电容C上时(如驱动器的输出电压),将会增大电 容内的电流:

I=Cx dV/dt (1)

因此,向MOSFE施加电压时,将产生输入电流Igate = I1 + I2 示。

,如下图所

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,可得到:

I仁Cgdx d(Vgs-Vds)/dt=Cgd x (dVgs/dt -dVds/dt) I2=CgsX d(Vgs/dt)

(2)

(3)

如果在MOSFE上施加栅-源电压Vgs,其漏-源电压Vds就会下降(即使是呈非 线性下降)。因此,可以将连接这两个电压的负增益定义为: Av=- Vds/Vgs

( 4)

将式⑷代入式⑵中,可得: I1=Cgdx (1+Av) dVgs/dt

(5)

在转换(导通或关断)过程中,栅-源极的总等效电容Ceq为:

Igate=I1+I2=(Cgd x (1+Av)+Cgs) x dVgs/dt=Ceq x dVgs/dt (6)

式中(1+Av)这一项被称作米勒效应,它描述了电子器件中输出和输入之间的电 容反馈。当栅-漏电压接近于零时,将会产生米勒效应。

Cds分流最厉害的阶段是在放大区。为啥? 因为这个阶段Vd变化最剧烈。平 台恰恰是在这个阶段形成。你可认为:门电流 Igate完全被Cds吸走,而没有 电流流向

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Cg&

当Cgd通过mos放电结束后(即在平台区Cgd先放电然后Vgs给它充电),MOS 进入了饱和阶段,Vd变化缓慢。虽然Vgs的增长也能够让部分电流流想 Cds,

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但主要的门电流是流向Cgs。门电流的分流比:11 : 12 = Cds : Cgs,看看电 流谁分的多?呵呵 当mos放电结束后,近似地认为门电流全部流过 Cgs,因此:Vgs重新开始增长

在手册中,Ciss=Cgs+Cgd Coss=Cds+Cgd Crss=Cgd

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