MOSFET 米勒平台与米勒电容

一、米勒平台

米勒效应现象

         随着栅极电压的增加,栅源gs寄生电容不断充电,栅极电荷也是不断增加的,当栅源极电压=米勒平台电压以后,此时,MOSFET的栅源gs寄生电容充满电了,开始给栅漏gd寄生电容充电,此时栅极电压基本不变,当栅漏gd寄生电容充满电后,栅极电压继续增加。

米勒平台影响

1.栅极电压的变化变得较慢从而会影响MOSFET的开关速度

2.栅极电流的增加和电容充电过程会增加开关损耗,特别是高频

3.MOSFET的不稳定工作,振荡、过冲

模型

米勒平台电压获取

一.数据手册

二.计算

1.Id=K*(Vgs-Vth)^2  根据数据手册下图任意取两点,两组方程解两组未知数 K Vth

### MOSFET 中的寄生电容 MOSFET 可以被视作一种高性能的大功率三极管,具有三极管相同的开关功能。然而,两者的主要区别在于控制方式的不同:MOSFET 是压控器件,而三极管则是流控器件[^1]。 由于制造工艺的原因,MOSFET 同样不可避免地存在寄生电容现象。这些寄生电容存在于 MOSFET 的三个端子(栅极 G、源极 S 和漏极 D)之间的每一对组合中,具体来说: - **Cgs (栅源电容)**:位于栅极和源极之间; - **Cgd (栅漏电容, 即米勒电容)**:位于栅极和漏极之间; - **Cds (漏源电容)**:位于漏极和源极之间; 其中,栅漏电容 Cgd 特别重要,因为它直接影响到所谓的“米勒平台”。 ### 米勒平台效应原理分析 当 MOSFET 处于高速切换状态下工作时,特别是在关闭过程中,随着 VDS 开始上升,VGS 将保持在一个相对稳定的水平不变,这段时间被称为“米勒平台”。这是因为此时电流流入或流出栅极主要是用来充放电由 Cgd 形成的米勒电容而不是改变 VGS 自身的状态[^2]。 在这个阶段内,尽管驱动器试图降低 VGS 来使 MOSFET 关闭,但由于米勒电容的存在,部分输入信号会被分流用于给这个额外形成的电容器充电/放电,从而延迟了实际关断过程的发生。这种特性不仅增加了开通损耗,但也带来了某些应用场景下的优势——比如在电源系统的软启动设计里,适当增大该区域的时间长度可以帮助实现更平滑的操作性能。 ```python # Python 伪代码模拟简单理解米勒平台期间的行为 def miller_platform_simulation(vgs_initial, vds_change_rate): c_gd = 0.5e-12 # 假设的米勒电容值 time_constant = c_gd * r_gate # 时间常数 while True: dv_ds = vds_change_rate() i_miller = dv_ds * c_gd if abs(i_miller) < threshold_current: break yield {"vgs": vgs_initial, "current_into_cgd": i_miller} ```
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