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  • MOSFET的开启过程详解图文介绍
    • 发布时间:2022-11-25 21:40:27
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    MOSFET的开启过程详解图文介绍
    MOSFET的开启过程
    在讲解MOSFET的开启过程之前,先说以下电容C的充放电过程,下面以1uF陶瓷电容为例,我们仿真一下电容在充电和放电两个过程中,电容两端的电压和电流的波形图是什么样的。
    电容的充放电过程
    MOSFET的开启过程
    我们把电容的工作过程分为
    (1)充电过程   
    (2)放电过程
    (1)充电过程:S1闭合,S2断开,5V电源给C1电容充电,R1作为限流电阻。绿色为电容的电压,黄色为流入电容的电流。
    MOSFET的开启过程
    (2)放电过程:S1断开,S2闭合,电容通过电阻R2进行放电。 电压和电流的波形见下图仿真结果。
    MOSFET的开启过程
    MOSFET的开启过程
    (1)首先,先了解一下MOSFET的实际模型,以NMOS为例,左图为我们平时看到的MOSFET的电路模型,右图为等效电路模型。
    MOSFET的开启过程
    其中:Cgs称为GS寄生电容,Cgd称为GD寄生电容,输入电容Ciss=Cgs+Cgd,输出电容Coss=Cgd+Cds,反向传输电容Crss=Cgd,也叫米勒电容。 三个电容均是由于工艺原因,在三极产生的寄生电容,并不是人为设计的。
    (2)上面了解了MOSFET的等效电路模型,那么下面开始介绍MOSFET的开启过程。
    MOSFET的开启过程
    (3)最后,补充一个知识点,相信大家对于米勒平台这个名词不是很陌生,但是就是搞不清楚是怎么回事。 我们需要知道的一个点是:因为MOS管制造工艺,必定产生Cgd,也就是米勒电容必定存在,所以米勒效应不可避免。
    那米勒效应的缺点是什么呢?
    MOS管的开启是一个从无到有的过程,MOS管开通速度越慢,MOS管的导通损耗越大,这是因为在MOS开启的过程中,t1-t3这段时间内,电压和电流的乘积很大,所以加载在MOS上的功率就很大,发热会很严重。
    因为有了米勒电容,有了米勒平台,MOS管的开启时间变长,MOS管的导通损耗必定会增大。那么通过上面的讲解,我们知道整个开启的过程就是充电的过程,那如何能缩短开启时间呢?那就是增加充电电流,也就是调节MOSFET充电电路的电流。
    MOSFET的开启过程
    那在米勒平台究竟发生了一些什么?
    以NMOS为例,在MOSFET开启之前,D极电压是大于G极电压的,随着输入电压的增大,Vgs在增大,Cgd存储的电荷同时需要和输入电压进行中和,因为MOS管完全导通时,G极电压是大于D极电压的。所以在米勒平台,是Cgd充电的过程,这时候Vgs变化则很小,当Cgd和Cgs处在同等水平时,Vgs才开始继续上升。
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