MOS管的米勒效应-讲的很详细

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1、米勒效应的影响：MOSFET的栅极驱动过程，可以简单的理解为驱动源对MOSFET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MOSFET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MOSFET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

2、Vds下降）米勒效应在MOS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，MOS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的开通损耗。（MOS管不能很快得进入开关状态）所以就出现了所谓的图腾驱动！选择MOS时，Cgd越小开通损耗就越小。米勒 效应不可能完全消失。MOSFET中的米勒平台实际上就是MOSFET处于“放大区”

3、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.lCiess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。驱动信号源Vgs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gd两端的电容引起的，即mos datasheet里的Crss

4、 o 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Fig. 12. The graph 才滸：估寸口訓)：i&t) when turni ontot1: Vgs from 0 to Vth.Mosfet 没通.电流由寄生二极管 Df. tlt2: Vgs from Vth to Va. Idt2t3: 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

5、,Cgd增加.直到Vdg变负,Cgd增加到最大. 下降变慢.t3 t4: Mosfe t完全导通,运行在电阻区.Vgs继续上升到Vgg.这个平台期间， 刖一个拐点刖可以认为是MOS正处在放大期。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：平台后期，VGS继续增大，IDSz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。：I=CxdV/d t(1)因此，向MOSFET施加电压时，将产生输入电流

6、Igate = II + 12,如下图所示。在右侧电压节点上利用式(1),可得到：II二Cgdxd(Vgs-Vds)/d t二Cgdx(dVgs/d t-dVds/d t)(2)I2二Cgsxd(Vgs/d t)(3)如果在MOSFET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二-Vds/Vgs(4)将式(4)代入式(2)中，可得：II二Cgdx(l+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：Iga te=Il+I2=(Cgdx(l+Av)+Cgs)xdVgs/d t二C

7、eqxdVgs/d t(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Cgs。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,但 主要的门电流是流向Cgs。门电流的分流比：11: I2 = Cds: Cgs，看看电流 谁分的多？呵呵。当mos放电结束后

8、，近似地认为门电流全部流过Cgs,因此：Vgs重新开始增长Crss=Cgd仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur fur den persnlichen fur Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l Qtude et la recherche uniquement a des fins personnelles; pas s ademdEmiales.

9、TOJibKo gnjirogeHpTopurenonb3yiHDToc(iiyHeHiiC5ic,negoBiaHHeufioucnoHb3OBaTbcm b KOMMepecKuxn,eiox 以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。For personal use only in study and research; not for commercial useNur fur den persnlichen fur Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werdenPour l Qtude et la recherche uniquement a des fins personnelles; pas a des fins commercialesTOJibKo gnjirogeHpTopurenonb3yiHDToc(iiyHeHiiC5ic,negoBiaHHeuHO ucnoHb3OBaTbcm b KOMMepecKux n,eiox 以下无正文For personal use only in study and research; not for commercial use