一、MOS管米勒平臺(tái)形成根源
MOS管的三個(gè)極之間天然存在寄生電容,具體包括:柵極與源極之間的寄生電容Cgs,漏極與源極之間的寄生電容Cds,以及柵極與漏極之間的寄生電容Cgd。這些寄生電容在電路運(yùn)行中扮演著關(guān)鍵角色。其中,Cgd寄生電容是引發(fā)米勒平臺(tái)現(xiàn)象的核心因素,也被稱作米勒電容。


在交流信號(hào)測(cè)量環(huán)境下,當(dāng)漏源短接時(shí),測(cè)得的GS電容即為輸入電容Ciss=Cgs+Cgd。輸入電容充電至閾值電壓時(shí),MOSFET得以開(kāi)啟。而輸出電容Coss=Cds+Cgd,在其充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生COSS損耗。
當(dāng)MOSFET經(jīng)歷從截止區(qū)到放大區(qū),再進(jìn)入可變電阻區(qū)的開(kāi)通過(guò)程時(shí)(關(guān)斷過(guò)程則相反),特別是在放大區(qū)階段,米勒效應(yīng)使得隨著Vds的下降,Cgd電容顯著增大。此時(shí),給Cgd電容充電的過(guò)程直接導(dǎo)致了米勒平臺(tái)的出現(xiàn)。




從理想放大器角度來(lái)看,米勒效應(yīng)可解釋為電抗變換致使電流增大,等效為電抗變小,輸入電抗變小對(duì)應(yīng)電容增大(Z=1/jωC)。
二、米勒平臺(tái)的負(fù)面影響
米勒平臺(tái)會(huì)使MOS管在開(kāi)啟時(shí)上升沿時(shí)間延長(zhǎng),導(dǎo)致MOS管發(fā)熱加劇、損耗增加,主要表現(xiàn)為開(kāi)關(guān)損耗的上升。
三、改善米勒平臺(tái)的有效策略
提升驅(qū)動(dòng)功率:采用MOS管專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片或圖騰柱電路,增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力,加速電容充放電過(guò)程,從而在一定程度上縮短米勒平臺(tái)持續(xù)時(shí)間。
增加Cgs:在柵源極之間并聯(lián)電容,增大Cgs,使MOS管更易完全導(dǎo)通,進(jìn)而減少米勒平臺(tái)的影響。但需注意,此方法雖能抑制寄生電壓防止米勒平臺(tái)震蕩,卻會(huì)增加驅(qū)動(dòng)損耗,需根據(jù)實(shí)際電路要求權(quán)衡使用。
優(yōu)選MOS管:在電路設(shè)計(jì)初期,盡量選擇Cgd較小的MOS管,從源頭上削弱米勒平臺(tái)效應(yīng)。
優(yōu)化電路布局:縮短驅(qū)動(dòng)信號(hào)布線長(zhǎng)度,降低寄生電感,進(jìn)而減少米勒平臺(tái)震蕩電壓過(guò)沖。同時(shí),合理選擇合適的柵極驅(qū)動(dòng)電阻,協(xié)同調(diào)控米勒效應(yīng)的影響,提升電路整體性能和穩(wěn)定性。
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