MOS管G極與S極之間的電阻作用

MOS管具有三個(gè)內(nèi)在的寄生電容：Cgs、Cgd、Cds。這一點(diǎn)在MOS管的規(guī)格書中可以體現(xiàn)（規(guī)格書常用Ciss、Coss、Crss這三個(gè)參數(shù)代替）。MOS管之所以存在米勒效應(yīng)，以及ＧＳ之間要并電阻，其源頭都在于這三個(gè)寄生電容。

MOS管內(nèi)部寄生電容示意

IRF3205寄生電容參數(shù)

1.MOS管的米勒效應(yīng)

MOS管驅(qū)動(dòng)之理想與現(xiàn)實(shí)

理想的MOS管驅(qū)動(dòng)波形應(yīng)是方波，當(dāng)Cgs達(dá)到門檻電壓之后， MOS管就會(huì)進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)。而實(shí)際上在MOS管的柵極驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)存在一個(gè)米勒平臺(tái)。米勒平臺(tái)實(shí)際上就是MOS管處于“放大區(qū)”的典型標(biāo)志，所以導(dǎo)致開(kāi)通損耗很大。由此可見(jiàn)，米勒效應(yīng)是一個(gè)對(duì)電路不利的卻又客觀存在的現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要加以考慮。
米勒平臺(tái)形成的詳細(xì)過(guò)程：

MOS管開(kāi)啟過(guò)程

將MOS管開(kāi)啟時(shí)間分解：
t0→t1：當(dāng)GS兩端電壓達(dá)到門限電壓Vgs(th)的時(shí)候（可以理解為對(duì)Cgs進(jìn)行充電），MOS管開(kāi)始導(dǎo)通，這之前MOS管處于截止區(qū)；
t1→t2：隨著Vgs繼續(xù)增大，Id開(kāi)始增大，Vds開(kāi)始下降，此時(shí)MOS管工作在飽和區(qū)（如何判斷是在飽和區(qū)？直接通過(guò)公式可知：Vds>Vgs-Vth，Vds-Id輸出特性曲線反著分析一遍），Id主要由Vgs決定，這個(gè)過(guò)程中Vds會(huì)稍微有點(diǎn)降低，主要是△I導(dǎo)致G極端一些寄生感抗等形成壓降；
t2→t3：Vgs增大到一定程度后，出現(xiàn)米勒效應(yīng)，Id已經(jīng)達(dá)到飽和，此時(shí)Vgs會(huì)持續(xù)一段時(shí)間不再增加，而Vds繼續(xù)下降，給Cgd充電，也正是因?yàn)樾枰oCgd充電，所以Cgs兩端電壓變化就比較?。∕OS管開(kāi)通時(shí)，Vd>Vg，Cdg先通過(guò)MOS管放電，而后再反向充電，奪取了給Cgs的充電電流，造成了Vgs的平臺(tái)）；
t3→t4：Vgs繼續(xù)上升，此時(shí)進(jìn)入可變電阻區(qū)，DS導(dǎo)通，Vds降來(lái)下來(lái)（米勒平臺(tái)由于限制了Vgs的增加，也就限制了導(dǎo)通電阻的降低，進(jìn)而限制了Vds的降低，使得MOS管不能很快進(jìn)入開(kāi)關(guān)狀態(tài)）。
2.MOS管G極與S極之間的電阻作用

反激電源圖：R3為GS電阻

用一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明GS間電阻的重要性：取一只mos管,讓它的G極懸空,然后在DS上加電壓,結(jié)果發(fā)現(xiàn)輸入電壓才三四十伏的時(shí)候,MOS管的DS就會(huì)直接導(dǎo)通，如果不限流則可能損壞。按說(shuō)此時(shí)沒(méi)有驅(qū)動(dòng)，MOS管不應(yīng)導(dǎo)通。但其實(shí)由于MOS管寄生電容的存在,當(dāng)在DS之間加電壓時(shí)，加在DS之間電壓會(huì)通過(guò)Cdg給Cgs充電,這樣G極的電壓就會(huì)抬高直到mos管導(dǎo)通。（假如采用變壓器驅(qū)動(dòng),變壓器繞組可以起到放電作用,所以即使不加GS電阻,在驅(qū)動(dòng)沒(méi)有的情況下,管子也不會(huì)自己導(dǎo)通）
在GS之間并聯(lián)一個(gè)電阻（阻值約為幾K到幾十K），可以有效保障MOS管正常工作。首先，門極懸空時(shí)DS之間電壓不會(huì)導(dǎo)致MOS管導(dǎo)通損壞，同時(shí)在沒(méi)有驅(qū)動(dòng)時(shí)能將MOS管的門極鉗在低位，不會(huì)誤動(dòng)作，能可靠通斷。