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MOS管开通过程

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一、MOSFET 寄生电容 

Ciss:输入电容,DS短路后测得,由Cgs和Cgd并联得,即Ciss=Cgs+Cgd

Coss:输出电容,GS短路后测得,由Cds和Cgd并联得,即Coss=Cds+Cgd

Crss:反向传输电容,在S接地的情况下,测得的G与G之间的电容,也叫米勒电容


二、MOS管开通过程

1.第一阶段 Vgs<Vgs(th)


♣Vds:因为①过程MOS管为开通,Vds电压等于Vdc电压。如下图

♣Id电流:同理,Id电流为零。

♣Vgs:Vgs未达到开启电压,驱动电路中的Ig电流先对Cgs充电,Vgs电压指数上升,如上图①过程中的Vgs。



对应MOS管结构,此时Vgs有电压,但是未达到Vgs(th),

Vgs<Vgs(th)

又因为Vds>0

所以Vgd<Vgs<Vgs(th)


2.第二阶段  恒流区

恒流区gm=Id/(Vgs),可变电阻区,Id由Vgs决定,

Vgs:第②过程中,Ig继续给Cgs充电,Vgs电压继续上升

♣id:因为id=gm*Vgs,所以这个阶段id跟着Vgs上升,MOS管输出曲线反应出来的则是工作点沿着Ugs直线上升,直到Id等于负载电流时停止,第二个阶段结束。


♣Vds:当id为出现时,Vds=Vdc。当MOS管未导通时,电感电流通过二极管续流。当开始出现id时,iL=iD+iF,电感电流从二极管开始转移至MOSFET,但是在转移过程中,二极管依然是导通的,所以Vds电压被二极管钳制了,依然是Vdc。(Vdc应该还是有下降?)

此时对应MOS管结构,此时Vds电压不变,但是Vgs电压上升,所以导电沟道变宽,导致夹断区变短。



3.米勒平台(恒流区)

由于Vgs电压不变,id=gm*Vgs,所以输出电流id也不变,

所以此时,驱动电流只能往上走到Cgd,给Cgd充电,(也正因为要给Cgd充电,所以Vgs电压基本保持不变)

MOS管沟道慢慢打开,沟道电阻下降,Vds电压下降,

直到MOSFET完全导通,到饱和区

♣Vgs:Vgs电压不变,

♣id:Vgs电压不变,id=gm*Vgs,id不变,

♣Vds:因为此时沟道已经开始打开,沟道电阻降低,Vds电压下降;


为什么会造成弥勒平台:

因为MOS开通时,Vd>Vg,Vgd先通过MOS管放电,然后再反向充电,夺取了给Cgs充电的电流,造成Vgs电压不变,所以造成米勒平台。

此时对应MOS管结构,此时Vgs电压不变,导电沟道宽度不变,但是Vds电压下降,导致夹断区变短。

第③过程与第②过程均导致夹断区短,但是稍有不同。


4.饱和区

ig同时对Cgs与Cgd充电,直到Vgs等于驱动电压。

三、总结:

通过下面两图可以总结出MOS开通过程中,id,Vds,Vgs变化