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        優化MOS管開關性能:應對米勒效應的最新技術與方法

        返回列表來源:壹芯微 發布日期 2024-05-27 瀏覽:-

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        一、MOSFET的驅動機制與米勒平臺

        在電路設計中,MOSFET的柵極驅動過程至關重要,涉及對MOSFET輸入電容的充放電,尤其是柵源極電容Cgs。一旦Cgs電荷達到門檻電壓,MOSFET即切換至開啟狀態。接著,隨著Vds下降和Id上升,MOSFET進入飽和區。然而,由于米勒效應,Vgs在一段時間內停滯,即使此時Id已達最大值,Vds仍在下降,直至米勒電容充滿電。再次將Vgs上升至驅動電壓時,MOSFET進入電阻區,Vds徹底下降至最低,完成開啟過程。

        米勒電容的存在限制了Vgs上升速度,影響了Vds下降速度,因此延長了開啟時間。米勒效應是由MOS管的米勒電容引發的,即在MOS管開啟前,D極電壓大于G極電壓,導致MOS寄生電容Cgd中儲存的電荷在導通時注入G極并與其中電荷中和。這增加了MOS的開啟損耗,因為MOS管無法迅速進入開關狀態。

        為了解決米勒效應問題,人們提出了圖騰驅動概念。通過選擇Cgd較小的MOS器件,可以減小開啟損耗,但無法完全消除米勒效應。

        二、米勒平臺的形成機制

        米勒效應導致MOS管開啟過程中出現米勒平臺。具體而言,在MOS開啟前,D極電壓大于G極電壓,導致MOS寄生電容Cgd中儲存的電荷在導通時注入G極并與其中電荷中和。這導致一個時間段,G極的驅動電荷用于中和Cgd中電荷,并繼續注入電荷使其中電荷極性反向。這段時間稱為米勒平臺形成時間段。

        三、米勒效應的影響與解決方法

        米勒效應增加了MOS的開啟損耗,延長了開啟時間,降低了開關速度。解決方法包括:

        1. 增大G級和S級之間的電容可部分消除米勒效應,但會延長開啟時間。通常建議增加0.1Ciess的電容。

        2. 選擇Cgd較小的MOS器件可以減小開啟損耗,因為Cgd越小,開啟損耗越小。因此,在選擇MOS時應優先考慮Cgd較小的器件。

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