MOS管的米勒效应-讲的很详细讲解学习

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MOS管米勒效应讲解

MOS管米勒效应讲解

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。

首先仿真Vgs和Vds的波形,会看到Vgs=2V的时候有一个小平台,有人会好奇为什么Vgs在上升时会有一个小平台?MOS管Vgs小平台带着这个疑问,我们尝试将电阻R1由5K改为1K,再次仿真,发现这个平台变得很小,几乎没有了,这又是为什么呢?MOS管Vgs小平台有改善为了理解这种现象,需要理论知识的支撑。

MOS管的等效模型我们通常看到的MOS管图形是左边这种,右边的称为MOS管的等效模型。

其中:Cgs称为GS寄生电容,Cgd称为GD寄生电容,输入电容Ciss=Cgs+Cgd,输出电容Coss=Cgd+Cds,反向传输电容Crss=Cgd,也叫米勒电容。

米勒效应的罪魁祸首就是米勒电容,米勒效应指其输入输出之间的分布电容Cgd在反相放大的作用下,使得等效输入电容值放大的效应,米勒效应会形成米勒平台。

首先我们需要知道的一个点是:因为MOS管制造工艺,必定产生Cgd,也就是米勒电容必定存在,所以米勒效应不可避免。

那米勒效应的缺点是什么呢?MOS管的开启是一个从无到有的过程,MOS管D极和S极重叠时间越长,MOS管的导通损耗越大。

因为有了米勒电容,有了米勒平台,MOS管的开启时间变长,MOS管的导通损耗必定会增大。

仿真时我们将G极电阻R1变小之后,发现米勒平台有改善?原因我们应该都知道了。

MOS管的开启可以看做是输入电压通过栅极电阻R1对寄生电容Cgs的充电过程,R1越小,Cgs充电越快,MOS管开启就越快,这是减小栅极电阻,米勒平台有改善的原因。

那在米勒平台究竟发生了一些什么?以NMOS管来说,在MOS管开启之前,D极电压是大于G极电压的,随着输入电压的增大,Vgs在增大,Cgd存储的电荷同时需要和输入电压进行中和,因为MOS管完全导通时,G极电压是大于D极电压的。

(完整版)MOS管的米勒效应-讲的很详细

(完整版)MOS管的米勒效应-讲的很详细

米勒效应的影响:MOSFET的栅极驱动过程,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。

mos管 米勒效应

mos管 米勒效应

mos管米勒效应摩斯管是一种电子元件, 是由美国发明家塞缪尔·F·B·摩斯于1837年发明的。

摩斯管的主要作用是将电流转换为光信号,而这些光信号可以用来传输信息。

米勒效应是摩斯管中的一种现象,它会影响摩斯管的性能和工作效果。

米勒效应是指当摩斯管中的电子束击中荧光屏时,由于电子束的速度非常快,会导致荧光屏上的像素点在短时间内亮起并迅速消失的现象。

这种现象使得人眼无法察觉到像素点的闪烁,而只能看到一个连续的光线。

米勒效应的产生是由于摩斯管中的电子束在击中荧光屏时,会有一个持续的电子束停留时间。

这个停留时间取决于电子束的速度和荧光屏的性能。

当电子束速度很快时,停留时间很短,荧光屏上的像素点会迅速亮起并消失,从而形成一个连续的光线。

而当电子束速度较慢时,停留时间较长,荧光屏上的像素点会持续亮起,从而形成一个连续的光线。

米勒效应对摩斯管的性能和工作效果有着重要的影响。

首先,米勒效应会影响摩斯管的分辨率。

由于像素点的闪烁现象,人眼无法准确分辨出每个像素点的位置和形状,从而降低了摩斯管的分辨率。

其次,米勒效应会影响摩斯管的亮度和对比度。

由于像素点的闪烁现象,荧光屏上的亮度和对比度会降低,使得显示效果不够清晰和鲜明。

此外,米勒效应还会影响摩斯管的刷新率。

由于像素点的闪烁现象,荧光屏上的像素点需要在短时间内亮起并消失,从而要求摩斯管具有较高的刷新率才能正常显示图像。

为了减轻米勒效应对摩斯管的影响,科学家们采取了各种方法来改善摩斯管的性能和工作效果。

首先,优化摩斯管的电子束速度和荧光屏的性能,可以减少像素点的闪烁现象,提高摩斯管的分辨率和亮度。

其次,增加摩斯管的刷新率,可以减少像素点的停留时间,提高摩斯管的刷新效果。

此外,改进摩斯管的显示算法和电路设计,也可以提高摩斯管的显示效果和稳定性。

除了在摩斯管中,米勒效应在其他领域也有一定的应用。

例如,在激光显示器和光学通信系统中,米勒效应可以用来控制光信号的传输和显示效果。

详细解析MOS管开关时的米勒效应

详细解析MOS管开关时的米勒效应

详细解析MOS管开关时的米勒效应
今天小编就为大家详细解析一下MOS管开关时的米勒效应,各位认真
学习一下吧!
 米勒平台形成的基本原理
 MOSFET的栅极驱动过程,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驱动中臭名昭着,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。

为什幺会有稳定值这段呢?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。

功率MOS管烧毁的原因(米勒效应)

功率MOS管烧毁的原因(米勒效应)

mos在控制器电路中的工作状态:开通过程(由截止到导通的过渡过程)、导通状态、关断过程(由导通到截止的过渡过程)、截止状态。

Mos主要损耗也对应这几个状态,开关损耗(开通过程和关断过程),导通损耗,截止损耗(漏电流引起的,这个忽略不计),还有雪崩能量损耗。

只要把这些损耗控制在mos承受规格之内,mos即会正常工作,超出承受范围,即发生损坏。

而开关损耗往往大于导通状态损耗(不同mos这个差距可能很大。

Mos损坏主要原因:过流----------持续大电流或瞬间超大电流引起的结温过高而烧毁;过压----------源漏过压击穿、源栅极过压击穿;静电----------静电击穿。

CMOS电路都怕静电;Mos开关原理(简要)。

Mos是电压驱动型器件,只要栅极和源级间给一个适当电压,源级和漏级间通路就形成。

这个电流通路的电阻被成为mos内阻,就是导通电阻<Rds(on)>。

这个内阻大小基本决定了mos芯片能承受的最大导通电流(当然和其它因素有关,最有关的是热阻)。

内阻越小承受电流越大(因为发热小)。

Mos问题远没这么简单,麻烦在它的栅极和源级间,源级和漏级间,栅极和漏级间内部都有等效电容。

所以给栅极电压的过程就是给电容充电的过程(电容电压不能突变),所以mos源级和漏级间由截止到导通的开通过程受栅极电容的充电过程制约。

然而,这三个等效电容是构成串并联组合关系,它们相互影响,并不是独立的,如果独立的就很简单了。

其中一个关键电容就是栅极和漏级间的电容Cgd,这个电容业界称为米勒电容。

这个电容不是恒定的,随栅极和漏级间电压变化而迅速变化。

这个米勒电容是栅极和源级电容充电的绊脚石,因为栅极给栅-源电容Cgs充电达到一个平台后,栅极的充电电流必须给米勒电容Cgd充电,这时栅极和源级间电压不再升高,达到一个平台,这个是米勒平台(米勒平台就是给Cgd充电的过程),米勒平台大家首先想到的麻烦就是米勒振荡。

(即,栅极先给Cgs充电,到达一定平台后再给Cgd充电)因为这个时候源级和漏级间电压迅速变化,内部电容相应迅速充放电,这些电流脉冲会导致mos寄生电感产生很大感抗,这里面就有电容,电感,电阻组成震荡电路(能形成2个回路),并且电流脉冲越强频率越高震荡幅度越大。

mos管的密勒效应

mos管的密勒效应

mos管的密勒效应摘要:一、简介- 密勒效应是什么- 密勒效应在哪些场景下会出现二、密勒效应的原理- 密勒效应的定义- 密勒效应与MOS 管的关系- 影响密勒效应的因素三、密勒效应的影响- 对MOS 管性能的影响- 对电路设计的影响四、如何减小密勒效应- 改进电路设计- 选择合适的元器件五、总结- 密勒效应的重要性- 未来发展趋势正文:MOS 管的密勒效应是一种在高压、高频应用中影响MOS 管性能的现象。

密勒效应指的是在MOS 管的栅极、源极和漏极之间,由于电荷积累和传输等原因,出现的一种电荷分布现象。

这种现象会导致MOS 管的阈值电压变化,从而影响其导通特性和截止特性。

一、简介密勒效应主要出现在高压、高频应用的MOS 管中,如在电源、逆变器等场景中。

在这些场景下,由于电压和频率的增加,MOS 管中的电荷积累和传输速度会发生变化,进而导致密勒效应的出现。

二、密勒效应的原理密勒效应的定义是:在MOS 管工作过程中,由于栅极、源极和漏极之间的电荷积累和传输,使得栅极电势发生变化,从而影响MOS 管的导通和截止特性。

这种现象与MOS 管的材料、尺寸和工作条件等因素有关。

三、密勒效应的影响密勒效应会对MOS 管的性能产生影响,如导通电阻、漏极电流等参数发生变化。

同时,密勒效应还会影响电路的设计,如需要考虑阈值电压的变化,选择合适的元器件等。

四、如何减小密勒效应为了减小密勒效应,可以从改进电路设计和选择合适的元器件两个方面入手。

例如,可以优化电路布局,减小栅极电荷积累;选择具有较低密勒效应的MOS 管材料和尺寸等。

五、总结总的来说,密勒效应是高压、高频应用中MOS 管的一个重要现象,对MOS 管的性能和电路设计都有影响。

mos管的米勒效应

mos管的米勒效应

mos管的米勒效应MOS管,即金属氧化物半导体场效应管,是一种常见的半导体器件。

它常常用在电路中作为放大器或开关。

在MOS管的使用中,米勒效应是一个非常重要的概念。

米勒效应指的是信号的输入和输出之间的交叉影响。

在MOS管中,输入电容和输出电容的存在,会导致信号在通道中的直流增益受到影响,从而导致频率响应的变化。

这个过程中,输入电容和输出电容的乘积被称为MOS管的米勒电容,它是一个非常关键的参数。

MOS管的米勒效应可以分成以下几个步骤加以阐述。

第一步,假设MOS管处于电压放大状态,即输入信号的大小为Vin,输出信号的大小为Vout。

此时,输入电容Ci和输出电容Co的存在会使信号在MOS管的通道中发生相速度的变化。

相速度指的是信号通过管道时所需的时间。

在这种情况下,输入信号和输出信号出现相位差,从而导致输出信号的大小发生变化。

第二步,米勒电容的存在会使输入电压的大小变成了原来的Ci / (Ci + Co)倍。

这就是MOS管的米勒效应,也是频率响应变化的原因。

第三步,根据MOS管的工作原理,可以通过加入负反馈来抵消这种频率响应的变化。

通过适当地选择反馈电容,可以使MOS管的直流放大倍数稳定地工作在某一个范围内,从而保证电路的稳定性和可靠性。

MOS管的米勒效应是一个非常重要的概念,它对于MOS管的设计和应用有着深远的影响。

在电路设计中,为了保证MOS管的稳定性和可靠性,需要注意米勒效应的影响,并采取相应的措施进行抵消。

最后,我们要意识到把MOS管的电容问题处理好,才能促进电路的性能和信号质量的稳定性。

mos管的密勒效应

mos管的密勒效应

mos管的密勒效应【实用版】目录一、MOS 管的概述二、MOS 管的密勒效应概念三、密勒效应对 MOS 管的影响四、如何减少密勒效应的影响五、总结正文一、MOS 管的概述MOS 管,即金属 - 氧化物 - 半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor),是一种广泛应用于现代电子技术的半导体器件。

MOS 管具有高输入阻抗、低噪声和低功耗等特点,在数字电路、模拟电路和功率放大器等领域都有广泛的应用。

二、MOS 管的密勒效应概念密勒效应(Miller Effect)是指在 MOS 管中,由于栅极和源极之间存在电容,当栅极电势发生变化时,会引起源极电势的相应变化。

这种现象在高频应用中尤为明显,会降低电路的稳定性和增加功耗。

三、密勒效应对 MOS 管的影响1.延长开关频率:由于密勒效应,MOS 管在高频开关电路中的开关速度会降低,从而延长了开关频率。

2.增加功耗:密勒效应会导致 MOS 管在开关过程中消耗更多的能量,从而增加功耗。

3.降低系统稳定性:由于密勒效应引起的源极电势变化,可能会导致电路的振荡和失真,降低系统的稳定性。

四、如何减少密勒效应的影响1.减小栅极电容:通过减小栅极电容,可以减少密勒效应的影响。

这可以通过选择合适的栅极材料和结构、减小栅极与源极之间的距离等方法实现。

2.增加源极电阻:增加源极电阻可以降低源极电势的变化,从而减小密勒效应的影响。

3.使用负反馈:通过使用负反馈电路,可以减小密勒效应引起的源极电势变化,从而提高电路的稳定性。

五、总结MOS 管的密勒效应在高频应用中会带来诸多不利影响,如延长开关频率、增加功耗和降低系统稳定性等。

为了减小密勒效应的影响,可以采取减小栅极电容、增加源极电阻和使用负反馈等方法。

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M O S管的米勒效应-讲
的很详细
米勒效应的影响:
MOSFET的栅极驱动过程,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
to~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。

当Cgd通过mos放电结束后(即在平台区Cgd先放电然后Vgs给它充电),MOS 进入了饱和阶段,Vd变化缓慢。

虽然Vgs 的增长也能够让部分电流流想Cds,
但主要的门电流是流向Cgs 。

门电流的分流比:I1:I2 = Cds:Cgs ,看看电流谁分的多?呵呵。

当mos放电结束后,近似地认为门电流全部流过Cgs,因此:Vgs重新开始增长
在手册中,Ciss=Cgs+Cgd
Coss=Cds+Cgd
Crss=Cgd。

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