米勒平台形成的基本原理

 

MOSFET的柵極驅動過程，可以簡單的理解為驅動源對MOSFET的輸入電容（主要是柵源極電容Cgs）的充放電過程
；當Cgs達到門檻電壓之後
， MOSFET就會進入開通狀態；當MOSFET開通後，Vds開始下降，Id開始上升，此時MOSFET進入飽和區；但由於米勒效應
，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。

 

由於米勒電容阻止了Vgs的上升
，從而也就阻止了Vds的下降，這樣就會使損耗的時間加長。（Vgs上升，則導通電阻下降，從而Vds下降）

 

 

米勒效應在MOS驅動中臭名昭著，他是由MOS管的米勒電容引發的米勒效應
，在MOS管開通過程中，GS電壓上升到某一電壓值後GS電壓有一段穩定值，過後GS電壓又開始上升直至完全導通。為什麼會有穩定值這段呢？因為，在MOS開通前
，D極電壓大於G極電壓
，MOS寄生電容Cgd儲存的電量需要在其導通時注入G極與其中的電荷中和
，因MOS完全導通後G極電壓大於D極電壓。米勒效應會嚴重增加MOS的開通損耗。（MOS管不能很快得進入開關狀態）

 

所以就出現了所謂的圖騰驅動！！選擇MOS時，Cgd越小開通損耗就越小。米勒效應不可能完全消失。

 

MOSFET中的米勒平台實際上就是MOSFET處於“放大區”的典型標誌。

 

用用示波器測量GS電壓

，可以看到在電壓上升過程中有一個平台或凹坑

，這就是米勒平台。

 

米勒平台形成的詳細過程

 

米勒效應指在MOS管開通過程會產生米勒平台，原理如下。

 

理論上驅動電路在G級和S級之間加足夠大的電容可以消除米勒效應。但此時開關時間會拖的很長。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平緩部分就是米勒平台。

 

 

刪荷係數的這張圖 在第一個轉折點處：Vds開始導通。Vds的變化通過Cgd和驅動源的內阻形成一個微分。因為Vds近似線性下降，線性的微分是個常數，從而在Vgs處產生一個平台。

 

米勒平台是由於mos 的g d 兩端的電容引起的，即mos  datasheet裏的Crss 。

 

這個過程是給Cgd充電，所以Vgs變化很小，當Cgd充到Vgs水平的時候，Vgs才開始繼續上升。

 

Cgd在mos剛開通的時候，通過mos快速放電
，然後被驅動電壓反向充電
，分擔了驅動電流，使得Cgs上的電壓上升變緩，出現平台。

 

 

t0~t1: Vgs from 0 to Vth.Mosfet沒通.電流由寄生二極管Df.

t1~t2: Vgs from Vth to Va. Id 

t2~t3: Vds下降.引起電流繼續通過Cgd. Vdd越高越需要的時間越長.

Ig 為驅動電流.

 

開始降的比較快.當Vdg接近為零時,Cgd增加.直到Vdg變負,Cgd增加到最大.下降變慢.

 

t3~t4: Mosfet 完全導通,運行在電阻區.Vgs繼續上升到Vgg.

 

 

平台後期
，VGS繼續增大，IDS是變化很小
，那是因為MOS飽和了。。。

，但是，從樓主的圖中，這個平台還是有一段長度的。

 

這個平台期間，可以認為是MOS 正處在放大期。

 

前一個拐點前：MOS 截止期，此時Cgs充電
，Vgs向Vth逼進。

 

前一個拐點處：MOS 正式進入放大期。

 

後一個拐點處：MOS 正式退出放大期，開始進入飽和期。

 

當斜率為dt 的電壓V施加到電容C上時(如驅動器的輸出電壓)，將會增大電容內的電流：

 

I=C×dV/dt  （1）

 

因此，向MOSFET施加電壓時，將產生輸入電流Igate = I1 + I2
，如下圖所示。

 

 

在右側電壓節點上利用式(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上施加柵-源電壓Vgs，其漏-源電壓Vds 就會下降(即使是呈非線性下降)。因此，可以將連接這兩個電壓的負增益定義為：

 

Av=- Vds/Vgs  （4）

 

將式(4)代入式(2)中，可得：

 

I1=Cgd×（1+Av）dVgs/dt   （5）

 

在轉換(導通或關斷)過程中
，柵-源極的總等效電容Ceq為：

 

Igate=I1+I2=(Cgd×(1+Av)+Cgs)×dVgs/dt=Ceq×dVgs/dt   （6）

 

式中(1+Av)這一項被稱作米勒效應，它描述了電子器件中輸出和輸入之間的電容反饋。當柵-漏電壓接近於零時
，將會產生米勒效應。

 

Cds分流最厲害的階段是在放大區。為啥？ 因為這個階段Vd變化最劇烈。平台恰恰是在這個階段形成。你可認為：門電流Igate完全被Cds吸走
，而沒有電流流向Cgs。

 

 

注意數據手冊中的表示方法

 

Ciss=Cgs+Cgd

Coss=Cds+Cgd

Crss=Cgd