米勒效应(详细解释MOS管的米勒效应)

详细解释MOS管的米勒效应。

米勒平台形成的基本原理

MOSFET的栅极驱动过程可以简单理解为驱动源对MOSFET输入电容(主要是栅源电容Cgs)的充放电过程；当Cgs达到阈值电压时，MOSFET将导通。MOSFET导通时，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在一段时间内不会上升，此时Id已经达到最大，Vds会继续下降，直到米勒电容充满电，Vgs上升到驱动电压的值，此时MOSFET进入电阻区，此时Vds完全下降，导通结束。

米勒电容阻止Vgs上升，从而阻止Vds下降，从而延长损耗时间。(当Vgs增加时，导通电阻降低，Vds降低)

米勒效应在MOS驱动的中是众所周知的。它是由MOS晶体管的密勒电容引起的。在MOS晶体管的开启过程中，GS电压上升到一定电压值后有一个稳定值，然后GS电压又开始上升，直到完全导通。为什么会有稳定值段？因为，在MOS导通前，D极电压大于G极电压，MOS寄生电容Cgd存储的电量需要注入到G极中，以中和其导通时其中的电荷，因为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的导通损耗。(MOS管不能快速开关)

于是就有了所谓的图腾驱动！！选择MOS时，Cgd越小，导通损耗越小。米勒效应不可能完全消失。

MOSFET中的米勒平台实际上是MOSFET处于“放大区”的典型标志

用示波器测量GS电压，可以看到在电压上升的过程中有一个平台或坑，这就是米勒平台。

米勒平台形成的详细过程

米勒效应是指MOS管开启过程中会产生米勒平台，原理如下。

理论上，在驱动电路的G级和S级之间增加足够的电容可以消除米勒效应。但是这个时候，切换时间会很长。一般来说，在推荐值的基础上增加0.1倍电容值是有益的。

下面粗黑线中平缓的部分是米勒平台。

这个删除系数图在第一个转折点:Vds开始导通。Vds的变化通过Cgd和驱动源的内阻形成差分。由于Vds近似线性下降，因此线性差分是一个常数，从而在Vgs处形成一个平台。

米勒平台是由mos的g d两端电容，即mos数据表中的Crss引起的。

这个过程是给Cgd充电，所以Vgs的变化很小。当Cgd充到Vgs水平时，Vgs会继续上升。

当mos刚导通时，Cgd通过mos快速放电，然后被驱动电压反向充电，分担驱动电流，使Cgs上的电压上升变慢，出现平台。

T0~t1: Vgs从0到Vth。Mosfet未开启。电流由寄生二极管Df控制。

t1~t2:从Vth到Va. Id的Vgs

T2~t3: Vds下降，导致电流继续通过CGD。VDD越高，需要的时间越长。

Ig是驱动电流。

起初，减少的速度更快。当Vdg接近零时，Cgd增加。直到Vdg变为负值，Cgd增加到最大值。下降较慢。

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继续增加，IDS变化不大，因为MOS已经饱和。。。不过从楼主的图来看，这个平台还是有一定长度的。

在这个平台期，可以认为MOS处于放大期。

上一个拐点之前:MOS截止期，此时Cgs充电，Vgs向Vth推进。

在之前的拐点:MOS正式进入放大期。

最后一个拐点:MOS正式退出放大期，开始进入饱和期。

当斜率为dt的电压V施加于电容C(如驱动器的输出电压)时，电容中的电流将增加:

I=CdV/dt (1)

因此，当一个电压施加到MOSFET时，将产生输入电流Igate = I1+I2，如下图所示。

在右电压节点使用等式(1 ),我们可以得到:

I1 = Cgdd(Vgs-Vds)/dt = Cgd(dVgs/dt-dVds/dt)(2)

I2=Cgsd(Vgs/dt) (3)

如果栅极-源极电压Vgs施加到MOSFET，其漏极-源极电压Vds将降低(即使它非线性降低)。因此，连接这两个电压的负增益可以定义为:

Av=- Vds/Vgs (4)

将等式(4)代入等式(2)可以得到:

I1=Cgd(1+Av)dVgs/dt (5)

在开关过程中(开或关)，栅源总等效电容Ceq为:

igate = I1+I2 =(Cgd(1+Av)+Cgs)dVgs/dt = CeqdVgs/dt(6)

等式(1+AV)中的(1+Av)项称为米勒效应，描述了电子器件中输出和输入之间的容性反馈。当栅漏电压接近零时，就会出现米勒效应。

Cds转移最严重的阶段是在扩增区。为什么？因为Vd在这个阶段变化最剧烈。平台正是在这个阶段形成的。你可以认为栅极电流Igate完全被Cds吸收，但没有电流流向Cgs。

当Cgd通过mos放电时(即Cgd先在平台区放电，再由Vgs充电)，MOS进入饱和阶段，Vd变化缓慢。虽然Vgs的增长也会使一部分电流流向Cds，但是主栅电流流向Cgs。栅极电流的分流比:I1: I2 = CDs: CGS，看谁的电流更大？

当mos放电结束后，近似认为所有的栅极电流都流经Cgs，所以:Vgs又开始增长。

请注意数据手册中的表述。

Ciss=Cgs+Cgd

Coss=Cds+Cgd

Crss=Cgd