0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

为什么米勒效应在MOS驱动中臭名昭著?

fcsde-sh 来源:未知 作者:佚名 2017-10-19 11:26 次阅读
米勒平台形成的基本原理

MOSFET栅极驱动过程,可以简单的理解为驱动源对MOSFET的输入电容(主要是栅源极电容Cgs)的充放电过程;当Cgs达到门槛电压之后, MOSFET就会进入开通状态;当MOSFET开通后,Vds开始下降,Id开始上升,此时MOSFET进入饱和区;但由于米勒效应,Vgs会持续一段时间不再上升,此时Id已经达到最大,而Vds还在继续下降,直到米勒电容充满电,Vgs又上升到驱动电压的值,此时MOSFET进入电阻区,此时Vds彻底降下来,开通结束。

由于米勒电容阻止了Vgs的上升,从而也就阻止了Vds的下降,这样就会使损耗的时间加长。(Vgs上升,则导通电阻下降,从而Vds下降)

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。

MOSFET中的米勒平台实际上就是MOSFET处于“放大区”的典型标志。

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。

米勒平台形成的详细过程

米勒效应指在MOS管开通过程会产生米勒平台,原理如下。

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0.1Ciess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g d 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 Vth.Mosfet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.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

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • MOS驱动
    +关注

    关注

    0

    文章

    6

    浏览量

    7609

原文标题:MOS管开关时的米勒效应--通俗易懂篇

文章出处:【微信号:fcsde-sh,微信公众号:fcsde-sh】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    米勒效应会对MOSFET管造成怎样的影响

    米勒效应在MOS驱动臭名昭著,他是由MOS管的米勒
    的头像 发表于 09-28 08:02 1.9w次阅读

    MOS管在开关状态下的Miller效应的原因与现象进行分析

    MOS管的米勒效应会在高频开关电路中,延长开关频率、增加功耗、降低系统稳定性,可谓是臭名昭著,各大厂商都在不遗余力的减少米勒电容。
    的头像 发表于 09-29 09:26 1548次阅读

    MOS管的米勒效应解析

      在说MOS管的米勒效应之前我们先看下示波器测量的这个波形。
    发表于 02-03 15:35 2472次阅读
    <b class='flag-5'>MOS</b>管的<b class='flag-5'>米勒</b><b class='flag-5'>效应</b>解析

    MOS管的米勒效应:如何减小米勒平台

    从多个维度分析了米勒效应,针对Cgd的影响也做了定量的推导,今天我们再和大家一起,结合米勒效应的仿真,探讨下如何减小米勒平台。
    发表于 02-14 09:25 7563次阅读

    搞懂MOS管的米勒效应

    通过了解MOS管的的开关过程,以及MOS米勒电容的影响,来改进MOS管设计。
    的头像 发表于 07-21 09:19 5025次阅读
    搞懂<b class='flag-5'>MOS</b>管的<b class='flag-5'>米勒</b><b class='flag-5'>效应</b>

    揭秘MOS管开关时米勒效应的详情

    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
    发表于 12-19 13:55

    请问MOS管与IGBT都有GS米勒效应吗?

    MOS管与IGBT是不是都有这个GS米勒效应
    发表于 09-05 03:29

    MOS管开关时的米勒效应

    ,Vds开始下降,Id开始上升,此时MOSFET进入饱和区;但由于米勒效应,Vgs会持续一段时间不再上升,此时Id已经达到最大,而Vds还在继续下降,直到米勒电容充满电,Vgs又上升到驱动
    发表于 01-27 15:15

    臭名昭著MOS米勒效应讲解

    如下是一个NMOS的开关电路,阶跃信号VG1设置DC电平2V,方波(振幅2V,频率50Hz),T2的开启电压2V,所以MOS管T2会以周期T=20ms进行开启和截止状态的切换。
    的头像 发表于 12-24 15:45 387次阅读

    MOS管开关时的米勒效应基本原理

    米勒效应在MOS驱动臭名昭著,他是由MOS管的米勒
    的头像 发表于 08-30 15:34 2373次阅读

    MOS管的Miller效应

    MOS管的米勒效应会在高频开关电路中,延长开关频率、增加功耗、降低系统稳定性,可谓是臭名昭著,各大厂商都在不遗余力的减少米勒电容。
    的头像 发表于 10-31 02:03 1123次阅读
    <b class='flag-5'>MOS</b>管的Miller<b class='flag-5'>效应</b>

    浅谈MOS管开通过程的米勒效应及应对措施

    在现在使用的MOS和IGBT等开关电源应用中,所需要面对一个常见的问题 — 米勒效应,本文将主要介绍MOS管在开通过程中米勒
    发表于 02-10 14:05 7063次阅读
    浅谈<b class='flag-5'>MOS</b>管开通过程的<b class='flag-5'>米勒</b><b class='flag-5'>效应</b>及应对措施

    MOS管的米勒效应:如何平衡抑制米勒效应和抑制EMI风险的关系

    关于MOS管的米勒效应,已经输出了8篇,今天这一篇是MOS管章节的最后一篇,下一篇就开始整理运放相关的内容。我个人认为今天聊的这个话题至关重要:抑制
    的头像 发表于 04-17 10:28 4701次阅读

    IGBT中米勒效应的影响和处理方法

    之前我们在介绍MOS和IGBT的文章中也有提到米勒电容和米勒效应的概念,在IGBT的导通过程分析的文章中我们也简单提到过米勒平台
    发表于 05-25 17:24 4863次阅读
    IGBT中<b class='flag-5'>米勒</b><b class='flag-5'>效应</b>的影响和处理方法

    MOS管开通过程的米勒效应及应对措施

    MOS管开通过程的米勒效应及应对措施
    的头像 发表于 11-27 17:52 2223次阅读
    <b class='flag-5'>MOS</b>管开通过程的<b class='flag-5'>米勒</b><b class='flag-5'>效应</b>及应对措施