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MOS管开启过程中VGS的台阶——米勒平台?
米勒平台1、首先是MOS管2、MOS管特性(NMOS的)3、开启过程4、米勒效应
最近突然发现一个现象,NMOS管开启过程中,VGS的上升沿波形有一段小台阶,或者说小回勾,时间为纳秒级,回勾出现的位置要比Vth稍微高一点,如下图所示:
![]() 开始就没想过这东西可能是米勒平台,以为是反射,但是在信号末端这个反射点位置好像不太对,调节串阻并不能消除这个回勾,甚至变得更宽,觉得这东西应该就是米勒平台了。 还是有点不太信,翻了下datasheet(BSS123),有些mos管的datasheet会把这个过程贴出来。 ![]() 所以,回顾一下米勒平台吧。 米勒平台几张图就能解释: 1、首先是MOS管![]() Cgd,Cgs,Cds为MOS管的寄生电容(实际上任何两极之间都可以存在寄生电容,理论上讲,寄生电容和电感是影响CMOS电路性能的主要因素)。 一般手册里面不会直接写Cgd、Cgs、Cds这几个参数,而是用Ciss、Coss、Crss这几个参数代替(有些甚至连这几个参数都不写出来,一份详细全面的datasheet是做好硬件设计的关键,毕竟简单器件还好,几百上千pin的器件估计就只有芯片设计者自己会用了)。 下面看一下这几个电容参数有啥作用: 这三个电容是会随着Vds的增加而减小的,特别是Crss和Coss,如下图所示: ![]() ![]() 截止区:导电沟道还没形成,MOS管处于截止状态; 饱和区:Vds>Vgs-Vth,Vds上升,Id趋于饱和(此时Vds增加的部分主要都落在了夹断区,导电沟道的电压基本不变,所以Id基本不变); 可变电阻区:VdsVgs-Vth,Vds-Id输出特性曲线反着分析一遍),Id主要由Vgs决定,这个过程中Vds会稍微有点降低,主要是△I导致G极端一些寄生感抗等形成压降; t2→t3:Vgs增大到一定程度后,出现米勒效应,Id已经达到饱和,此时Vgs会持续一段时间不再增加,而Vds继续下降,给Cgd充电,也正是因为需要给Cgd充电,所以Cgs两端电压变化就比较小(MOS管开通时,Vd>Vg,Cdg先通过MOS管放电,而后再反向充电,夺取了给Cgs的充电电流,造成了Vgs的平台); t3→t4:Vgs继续上升,此时进入可变电阻区,DS导通,Vds降来下来(米勒平台由于限制了Vgs的增加,也就限制了导通电阻的降低,进而限制了Vds的降低,使得MOS管不能很快进入开关状态)。 4、米勒效应可以先去了解一下米勒效应对Cgd的放大作用。 手册里面还有一组参数,可以看到Qgd是要大于Qgs的,Cgd比Cgs要小,但是Cgd的充电电荷却要比Cgs的多,结合米勒效应就好理解了。 |
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