米勒平臺(tái)形成的原理,米勒平臺(tái)怎么改善-KIA MOS管

米勒平臺(tái)形成原理

MOSFET的開關(guān)驅(qū)動(dòng)過(guò)程，可以理解為驅(qū)動(dòng)源對(duì)MOSFET的輸入電容（主要是柵源極電容Cgs）的充放電過(guò)程；當(dāng)Cgs達(dá)到門檻電壓之后， MOSFET就會(huì)進(jìn)入開通狀態(tài)；當(dāng)MOSFET開通后，Vds開始下降，Id開始上升，此時(shí)MOSFET進(jìn)入飽和區(qū)；但由于米勒效應(yīng)，Vgs會(huì)持續(xù)一段時(shí)間不再上升，此時(shí)Id已經(jīng)達(dá)到最大，而Vds還在繼續(xù)下降，直到米勒電容充滿電，Vgs又上升到驅(qū)動(dòng)電壓的值，此時(shí)MOSFET進(jìn)入電阻區(qū)，此時(shí)Vds徹底降下來(lái)，開通結(jié)束。

由于米勒電容阻止了Vgs的上升，從而也就阻止了Vds的下降，這樣就會(huì)使損耗的時(shí)間加長(zhǎng)。（Vgs上升，則導(dǎo)通電阻下降，從而Vds下降）

米勒效應(yīng)是由MOS管的米勒電容引發(fā)的，在MOS管開通過(guò)程中，GS電壓上升到某一電壓值后GS電壓有一段穩(wěn)定值，過(guò)后GS電壓又開始上升直至完全導(dǎo)通。為什么會(huì)有穩(wěn)定值這段呢？因?yàn)?，在MOS開通前，D極電壓大于G極電壓，MOS寄生電容Cgd儲(chǔ)存的電量需要在其導(dǎo)通時(shí)注入G極與其中的電荷中和，因MOS完全導(dǎo)通后G極電壓大于D極電壓。米勒效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重增加MOS的開通損耗。（MOS管不能很快得進(jìn)入開關(guān)狀態(tài)）

所以就出現(xiàn)了所謂的圖騰驅(qū)動(dòng)。選擇MOS時(shí)，Cgd越小開通損耗就越小。米勒效應(yīng)不可能完全消失。

MOSFET中的米勒平臺(tái)實(shí)際上就是MOSFET處于“放大區(qū)”的典型標(biāo)志。

用示波器測(cè)量GS電壓，可以看到在電壓上升過(guò)程中有一個(gè)平臺(tái)或凹坑，這就是米勒平臺(tái)。

米勒平臺(tái)形成的詳細(xì)過(guò)程

理論上驅(qū)動(dòng)電路在G級(jí)和S級(jí)之間加足夠大的電容可以消除米勒效應(yīng)。但此時(shí)開關(guān)時(shí)間會(huì)拖的很長(zhǎng)。一般推薦值加0.1Ciess的電容值是有好處的。

下圖中粗黑線中那個(gè)平緩部分就是米勒平臺(tái)。

柵荷系數(shù)的這張圖 在第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)處：Vds開始導(dǎo)通。Vds的變化通過(guò)Cgd和驅(qū)動(dòng)源的內(nèi)阻形成一個(gè)微分。因?yàn)閂ds近似線性下降，線性的微分是個(gè)常數(shù)，從而在Vgs處產(chǎn)生一個(gè)平臺(tái)。

米勒平臺(tái)是由于mos 的g d 兩端的電容引起的，即mos datasheet里的Crss 。

這個(gè)過(guò)程是給Cgd充電，所以Vgs變化很小，當(dāng)Cgd充到Vgs水平的時(shí)候，Vgs才開始繼續(xù)上升。

Cgd在mos剛開通的時(shí)候，通過(guò)mos快速放電，然后被驅(qū)動(dòng)電壓反向充電，分擔(dān)了驅(qū)動(dòng)電流，使得Cgs上的電壓上升變緩，出現(xiàn)平臺(tái)。

米勒平臺(tái)怎么改善？

增加驅(qū)動(dòng)電路中的電容：

在G級(jí)和S級(jí)之間加足夠大的電容可以消除米勒效應(yīng)，但這樣做會(huì)延長(zhǎng)開關(guān)時(shí)間。

選擇Cgd小的MOS管：

在選擇MOS管時(shí)，盡量選擇Cgd較小的器件，這有助于減少米勒平臺(tái)的影響。

縮短驅(qū)動(dòng)信號(hào)布線長(zhǎng)度：

減少寄生電感導(dǎo)致的米勒平臺(tái)震蕩電壓過(guò)沖，并選擇合適的柵極驅(qū)動(dòng)電阻。

使用合適的門極驅(qū)動(dòng)電阻：

通過(guò)選擇合適的門極驅(qū)動(dòng)電阻RG來(lái)減緩米勒效應(yīng)的影響。

在GS端并聯(lián)電容：

雖然會(huì)增加驅(qū)動(dòng)損耗，但可以有效抑制寄生電壓，防止米勒平臺(tái)震蕩。

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