詳細(xì)分析MOSFET開(kāi)關(guān)過(guò)程米勒效應(yīng)的影響

引言

本文介紹了米勒效應(yīng)的由來(lái)，并詳細(xì)分析了MOSFET開(kāi)關(guān)過(guò)程米勒效應(yīng)的影響，幫助定性理解米勒平臺(tái)的形成機(jī)制。最后給出了場(chǎng)效應(yīng)管柵極電荷的作用。

什么是米勒效應(yīng)(Miller Effect)

假設(shè)一個(gè)增益為-Av 的理想反向電壓放大器

在放大器的輸出和輸入端之間連接一個(gè)阻值為Z 的阻抗。容易得到，

把阻抗Z 替換為容值為C 的電容，

由此可見(jiàn)，反向電壓放大器增加了電路的輸入電容，并且放大系數(shù)為(1+Av)。

這個(gè)效應(yīng)最早由John Milton Miller 發(fā)現(xiàn)，稱為米勒效應(yīng)。

MOSFET中米勒效應(yīng)分析

MOSFET中柵-漏間電容，構(gòu)成輸入(GS)輸出(DS)的反饋回路，MOSFET中的米勒效應(yīng)就形成了。

在t0-t1 時(shí)間內(nèi)，VGS上升到MOSFET 的閾值電壓VG(TH)。

在t1-t2時(shí)間內(nèi)，VGS繼續(xù)上升到米勒平臺(tái)電壓， 漏極電流ID 從0 上升到負(fù)載電流 。

柵極電荷

首先，我們看一下MOSFET 寄生電容的大體情況。在MOSFET 的DATASHEET中，采用的定義方法如圖所示。需要注意的是，

幾乎所有的MOSFET規(guī)格書(shū)中，會(huì)給出柵極電荷的參數(shù)。柵極電荷讓設(shè)計(jì)者很容易計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)啟MOSFET所需要的時(shí)，Q=I*t間。例如一個(gè)器件柵極電荷Qg為20nC，如果驅(qū)動(dòng)電路提供1mA充電電流的話，需要20us來(lái)開(kāi)通該器件;如果想要在20ns就開(kāi)啟，則需要把驅(qū)動(dòng)能力提高到1A。如果利用輸入電容的話，就沒(méi)有這么方便的計(jì)算開(kāi)關(guān)速度了。

備注

柵極電荷波形圖

原文標(biāo)題：淺談MOSFET中的米勒效應(yīng)

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審核編輯：湯梓紅