转载---8号线攻城狮2020-12-12 09:00
以下文章来源于记得诚电子设计，作者记得诚
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如下是一个NMOS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切换开启和截止状态。
首先仿真Vgs和Vds会看到的波形Vgs=2V有一个，有些人会好奇为什么Vgs上升时会有一个小平台？
MOS管Vgs小平台
带着这个问题，我们试图阻挡电阻R1由5K改为1K，再次模拟，发现这个平台变得很小，几乎消失了。为什么？
MOS管Vgs改进了小平台
理解这一现象需要理论知识的支持。
MOS管等效模型
我们通常看到的MOS管图是左边的，右边叫MOS管的等效模型。
其中：Cgs称为GS寄生电容，Cgd称为GD寄生电容器，输入电容器Ciss=Cgs Cgd，输出电容Coss=Cgd Cds，反向传输电容Crss=Cgd，也叫米勒电容。
假如你不知道MOS管输入输出电容概念，请点击：带您阅读MOS管参数「输入输出电容和开关时间」
我们需要知道的第一件事是：因为MOS管制制造工艺必须产生Cgd，也就是说，米勒电容器必须存在，因此米勒效应是不可避免的。
MOS管道的开启是一个从零开始的过程，MOS管D极和S极重叠时间越长，MOS导管损耗越大。由于米勒电容器和米勒平台，MOS管道开启时间变长，MOS管道的导通损耗必然会增加。
我们将模拟G极电阻R1变小后，发现米勒平台有所改善？我们都应该知道原因。
MOS管道的开启可视为输入电压通过栅极电阻R1对寄生电容Cgs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。
以NMOS管来说，在MOS管道开启前，D极压大于G随着输入电压的增加，极电压，Vgs在增大，Cgd存储的电荷需要与输入电压中和，因为MOS当管道完全导通时，G极压大于D极电压的。
所以在米勒平台上，是的Cgd此时充电过程Vgs变化很小，当Cgd和Cgs在同一水平，Vgs才开始继续上升。
以下右图分析米勒效应，
MOS管D极负载是电感连续流二极管，工作模式和DC-DC BUCK一样，MOS管导通时，VDD对电感L因为MOS管导时间很短，可以近似电感作为恒流源MOS管道关闭时，续流二极管给电感L提供泄漏路径，形成续流。
MOS管道的开启可分为四个阶段。
从t0开始，G极给电容Cgs充电，Vgs从0V上升到Vgs(th)时，MOS管都处于截止状态，Vds保持不变，Id为零。
从t1后，Vgs大于MOS管开启电压Vgs(th)，MOS管道开始导通，Id当电流上升时，等效电路图如下所示IDS当电流未达到电感电流时，部分电流会流过二极管，二极管DF二极管两端仍处于钳位状态，此时仍处于导通状态Vds电压几乎不变，只有很小的下降(杂散电感的影响)。
t1~t二阶段等效电路
随着Vgs电压升高，IDS当电流与电感电流相同时，MOS管D二极管不再使用极电压DF钳位，DF处于反向截止状态，因此Vds此时开始下降G极驱动电流转移到Cgd充电，，Vgs电压保持不变，Vds逐渐降至导通压降VF。
t2~t三阶段等效电路
当米勒电容Cgd充满电时，Vgs直到电压继续上升MOS完全导管。
t0~t1，MOS管在截止区；t1后，Vgs超过MOS随着管道打开电压Vgs的增大，ID增大，当ID当上升到与电感电流相同时，续流二极管反向截止，t2~t3时间段，Vgs此时进入米勒平台期D二极管钳位不再续流极电压，MOS夹断区变小，t3后进入线性电阻区，Vgs继续上升，Vds逐渐减小，直至MOS完全导管。
MOS管输出曲线
今天的文章到此结束，希望对大家有所帮助，下一期见。
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