影響MOS管開關速度的因素:米勒效應-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-01-16
米勒效應，在電子學反相放大電路中，輸入與輸出之間的分布電容或寄生電容由于放大器的放大作用，其等效到輸入端的電容值會擴大1+K倍，其中K是該級放大電路電壓放大倍數。雖然一般密勒效應指的是電容的放大，但是任何輸入與其它高放大節之間的阻抗也能夠通過密勒效應改變放大器的輸入阻抗。簡單來說，就是放大電路中由于寄生電容的影響，導致的電路輸入阻抗改變的現象，最終的影響表現在電路的頻率響應發生改變。
MOS管的電容
輸入電容Ciss
DS短接，用交流信號測得的GS之間的電容，Ciss由GS電容和GD電容并聯而成，即Ciss=Cgs+Cgd，當輸入電容充電至閾值電壓，MOS管才打開，放電至一定的值，MOS管才關閉，所以Ciss和MOS管的開關時間有很大的關系。
輸出電容Coss
GS短接，用交流信號測得的DS之間的電容，Coss由GD電容和DS電容并聯而成，即Coss=Cgd+Cds。
反向傳輸電容Crss
S接地，GD之間的電容，即Crss=Cgd。
從MOS管的開關過程了解米勒效應
t0-t1：
當驅動開通脈沖加到MOSFET的G極和S極，等效于給輸入電容Ciss充電(由于Cgs>>Cgd，主要是為Cgs充電)，由于輸入電容的存在，VGS只能以一定的斜率上升，這也是限制MOS管開關速度的一個因素；VGS緩慢上升到VGS(th)，在這個過程中，MOS管一直處于關斷狀態，此時已有微小的電流流過；VDS的電壓保持VDD不變。
t1~t2：
當VGS達到VGS(th)，MOS開始導通，此時柵極電壓繼續給輸入電容Ciss充電，漏極開始流過電流ID，隨著VGS的上升，ID也逐漸增大，VDS仍然保持VDD；在功率MOS管的開關過程中，此階段功耗比較大，在VGP點達到最大，但持續時間相對較短。
t2~t3：
當VGS電壓達到VGP，ID達到最大值，VDS開始下降，CGD上的電壓也隨之減小，也就伴隨著CGD的放電，柵極電流基本上用于 CGD 的放電，使得MOSFET的柵極電壓基本保持不變，此時進入米勒平臺時期(米勒平臺就是對GS充電、放電過程中，VGS電壓保持不變的時間段)，米勒平臺的存在使得開關時間增長，開關損耗增大。
t3~t4：
CGD放電完成，米勒平臺結束，VDS繼續下降，ID保持不變，MOSFET基完全導通。
減小米勒效應對MOS開關速度帶來的影響，可以采取以下幾點措施：
選擇Cgd較小的MOS管；
提高驅動電壓，避免出現驅動電壓臨界于平臺電壓的現象；
增強控制信號的驅動能力；
降低VDD電壓。
MOS管開通過程米勒效應的應對措施
減緩驅動強度
a. 提高MOS管G極的輸入串聯電阻，一般該電阻阻值在1~100歐姆之間，具體值看MOS管的特性和工作頻率，阻值越大，開關速度越緩。
b. 在MOS管GS之間并聯瓷片電容，一般容量在1nF~10nF附近，看實際需求。調節電阻電容值，提高電阻和電容，降低充放電時間，減緩開關的邊沿速度，這個方式特別適合于硬開關電路，消除硬開關引起的振蕩，但是這兩種措施都會引起MOS損耗的上升，取值需要結合實際電路應用。
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