一、MOS管米勒平臺形成根源
MOS管的三個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)米勒平臺現(xiàn)象的核心因素,也被稱作米勒電容。


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




從理想放大器角度來看,米勒效應可解釋為電抗變換致使電流增大,等效為電抗變小,輸入電抗變小對應電容增大(Z=1/jωC)。
二、米勒平臺的負面影響
米勒平臺會使MOS管在開啟時上升沿時間延長,導致MOS管發(fā)熱加劇、損耗增加,主要表現(xiàn)為開關(guān)損耗的上升。
三、改善米勒平臺的有效策略
提升驅(qū)動功率:采用MOS管專用驅(qū)動芯片或圖騰柱電路,增強驅(qū)動能力,加速電容充放電過程,從而在一定程度上縮短米勒平臺持續(xù)時間。
增加Cgs:在柵源極之間并聯(lián)電容,增大Cgs,使MOS管更易完全導通,進而減少米勒平臺的影響。但需注意,此方法雖能抑制寄生電壓防止米勒平臺震蕩,卻會增加驅(qū)動損耗,需根據(jù)實際電路要求權(quán)衡使用。
優(yōu)選MOS管:在電路設(shè)計初期,盡量選擇Cgd較小的MOS管,從源頭上削弱米勒平臺效應。
優(yōu)化電路布局:縮短驅(qū)動信號布線長度,降低寄生電感,進而減少米勒平臺震蕩電壓過沖。同時,合理選擇合適的柵極驅(qū)動電阻,協(xié)同調(diào)控米勒效應的影響,提升電路整體性能和穩(wěn)定性。
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