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。
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。
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0.1 CIESS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。
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 。
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。
t0~t1: VGS from 0 to VTHMosfet没通电流由寄生二极管Df
t1~t2: VGS from VTH to Va ID
t2~t3: 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,CGD增加直到VDG变负,CGD增加到最大IG下降变慢
t3~t4: MOSFET 完全导通,运行在电阻区VGS继续上升到VGG
平台后期,VGS继续增大,IDS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
这个平台期间,可以认为是MOS 正处在放大期
前一个拐点前: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:
I=C×dV/dt (1)
因此,向MOSFET施加电压时,将产生输入电流IGATE = I1 + I2,如下图所示
在右侧电压节点上利用式(1),可得到:
I1=CGD×d(VGS-VDS)/dt=CGD×(dVgs/dt-dVds/dt) (2)
I2=CGS×d(VGS/dt) (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=- VDS/VGS (4)
将式(4)代入式(2)中,可得:
I1=CGD×(1+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:
IGATE=I1+I2=(CGD×(1+Av)+CGS)×dVgs/dt=Ceq×dVgs/dt (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
注意数据手册中的表示方法:
CISS=CGS+CGD
COSS=CDS+CGD
CRSS=CGD