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MOS管G極與S極之間的電阻作用

作者: 時(shí)間:2023-12-12 來源: 收藏

具有三個(gè)內(nèi)在的寄生電容:Cgs、Cgd、Cds。這一點(diǎn)在的規(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)。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。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202312/453804.htm

MOS管G極與S極之間的電阻作用


MOS管內(nèi)部寄生電容示意


MOS管G極與S極之間的電阻作用


IRF3205寄生電容參數(shù)

1.MOS管的米勒效應(yīng)

MOS管G極與S極之間的電阻作用

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)致開通損耗很大。由此可見,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)過程:

MOS管G極與S極之間的電阻作用


MOS管開啟過程

將MOS管開啟時(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開始增大,Vds開始下降,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管開通時(shí),Vd>Vg,Cdg先通過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降來下來(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)入開關(guān)狀態(tài))。
2.MOS管G極與S極之間的電阻作用

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。按說此時(shí)沒有驅(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。



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