影響MOS管開關(guān)速度的因素:米勒效應(yīng)-KIA MOS管

米勒效應(yīng)，在電子學(xué)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(huì)擴(kuò)大1+K倍，其中K是該級(jí)放大電路電壓放大倍數(shù)。雖然一般密勒效應(yīng)指的是電容的放大，但是任何輸入與其它高放大節(jié)之間的阻抗也能夠通過密勒效應(yīng)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(dǎo)致的電路輸入阻抗改變的現(xiàn)象，最終的影響表現(xiàn)在電路的頻率響應(yīng)發(fā)生改變。

MOS管的電容

輸入電容Ciss

DS短接，用交流信號(hào)測(cè)得的GS之間的電容，Ciss由GS電容和GD電容并聯(lián)而成，即Ciss=Cgs+Cgd，當(dāng)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(guān)閉，所以Ciss和MOS管的開關(guān)時(shí)間有很大的關(guān)系。

輸出電容Coss

GS短接，用交流信號(hào)測(cè)得的DS之間的電容，Coss由GD電容和DS電容并聯(lián)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(guān)過程了解米勒效應(yīng)

t0-t1：

當(dāng)驅(qū)動(dòng)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(guān)速度的一個(gè)因素；VGS緩慢上升到VGS(th)，在這個(gè)過程中，MOS管一直處于關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)已有微小的電流流過；VDS的電壓保持VDD不變。

t1~t2：

當(dāng)VGS達(dá)到VGS(th)，MOS開始導(dǎo)通，此時(shí)柵極電壓繼續(xù)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(guān)過程中，此階段功耗比較大，在VGP點(diǎn)達(dá)到最大，但持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短。

t2~t3：

當(dāng)VGS電壓達(dá)到VGP，ID達(dá)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(shí)進(jìn)入米勒平臺(tái)時(shí)期(米勒平臺(tái)就是對(duì)GS充電、放電過程中，VGS電壓保持不變的時(shí)間段)，米勒平臺(tái)的存在使得開關(guān)時(shí)間增長，開關(guān)損耗增大。

t3~t4：

CGD放電完成，米勒平臺(tái)結(jié)束，VDS繼續(xù)下降，ID保持不變，MOSFET基完全導(dǎo)通。

減小米勒效應(yīng)對(duì)MOS開關(guān)速度帶來的影響，可以采取以下幾點(diǎn)措施：

選擇Cgd較小的MOS管；

提高驅(qū)動(dòng)電壓，避免出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電壓臨界于平臺(tái)電壓的現(xiàn)象；

增強(qiáng)控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力；

降低VDD電壓。

MOS管開通過程米勒效應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施

減緩驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度

a. 提高M(jìn)OS管G極的輸入串聯(lián)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(guān)速度越緩。

b. 在MOS管GS之間并聯(lián)瓷片電容，一般容量在1nF~10nF附近，看實(shí)際需求。調(diào)節(jié)電阻電容值，提高電阻和電容，降低充放電時(shí)間，減緩開關(guān)的邊沿速度，這個(gè)方式特別適合于硬開關(guān)電路，消除硬開關(guān)引起的振蕩，但是這兩種措施都會(huì)引起MOS損耗的上升，取值需要結(jié)合實(shí)際電路應(yīng)用。

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