MOS管米勒效應會延長開關頻率,增加功耗,降低穩定性,形成米勒平臺。雖無法完全消除,但可通過減少柵極電阻或增加并聯電容來減小米勒效應的影響,同時也可利用米勒效應實現電路緩啟動。
在一些高頻開關電路中,MOS管的米勒效應有著延長開關頻率,增加功耗,降低系統穩定性的讓人討厭的缺點。如下圖,t2-t3之間存在一個平坦的小臺階,藍色直線部分就是“米勒平臺”。
MOS管的導通情況(米勒效應):
當MOSFET開通后,Vds開始下降,Id開始上升,此時MOSFET進入飽和區;但由于米勒效應,Vgs會持續一段時間不再上升,此時Id已經達到最大,而Vds還在繼續下降,直到米勒電容充滿電,Vgs又上升到驅動電壓的值,此時MOSFET進入電阻區,此時Vds徹底降下來,開通結束。
米勒效應:由于米勒電容阻止了Vgs的上升,從而也就阻止了Vgs的下降,這樣就會使損耗的時間加長,從而增加了損耗。
下圖左為MOS管的電路符號圖,右邊為MOS管的等效模型。
圖示米勒電容
Cgs:GS寄生電容
Cgd:GD寄生電容
輸入電容Ciss=Cgs+Cgd
輸出電容Coss=Cgd+Cds
反向傳輸電容Crss=Cgd
米勒效應是指:其輸入輸出之間的分布電容Cgs在反相放大的作用下,等效輸入電容值放大的效應,米勒效應會形成米勒平臺。
米勒效應的缺點:
開頭的圖一我們就能知道,在電感負載下,MOS管的開關過程由于米勒效應明顯變長了,MOS管D極和S極重疊的時間越長,導通損耗就會越大。
而米勒電容因為MOS管的制造工藝,是必定會存在的,因此它無法做到完全消除。
但是我們可以通過減少柵極電阻Rg來減小米勒效應的影響。
可以看出,R1越小,gs充電越快,MOS管的開啟越快。
然而,米勒效應當真一無是處嗎?
我們知道任何事物都有兩面性,米勒效應的存在必然如此。
我們可以利用米勒效應來實現電路緩啟動的目的。
可以通過增加MOS管的柵極電阻,在MOS管的G-D極之間并聯大型的電容,進行人為拉長米勒的臺階。
下圖這個電路,便是增加了柵極電阻和G-D極之間的并聯電容,增大了米勒臺階,讓輸出 的波形變成了一個三角脈沖的形式。
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