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[MOSFET] 米勒電容效應 (Miller effect)

M.H. 2023-05-01 00:34:264920 瀏覽
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大家好,今天我們來談談 MOSFET 裡面一個很重要的參數 --米勒電容。

一般來說,電晶體由於製造工藝的問題,和本身 p-n 接面的特性,會產生一些寄生電容 (parasitic capacitance)。我們有時候會看到如下參數:

Ciss (輸入電容) = Cgs + Cgd
Coss (輸出電容) = Cds + Cgd
Crss (反饋電容) = Cgd

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230430/20157739tLLAOSkxHl.png

首先,我們來介紹如何量測這些電容: Ciss 電容,它是將汲極 (drain) 和 源極 (soruce) 進行短接,用交流信號,測得閘極 (gate) 和 源極 (source) 之間的電容 (Cgs)。而 Cgd,也就是本文的重點--米勒電容,它是在源極 (source) 接地的狀況下,測得的汲極 (drain) 和閘極 (gate) 之間的電容。

如圖所示,當 12V 進來,閘極電壓(VG)慢慢爬升,同時也對 Cgs 進行充電,當閘極電壓 (VG) 上升至電晶體的臨界電壓 (threshold voltage, Vth)時,此時,電晶體開啟,因此,換句話說,Cgs 會造成電晶體開啟的延時,相反地,它對於電晶體的關閉,也會造成延時作用。可以對應到下圖的第一階段 (t0~t1,t1~t2)。

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230501/20157739ptcM3hgkM3.png

當電晶體開啟後,此時,input 端 12V 將對 Cgd 開始充電,因此會造成閘極電壓 (VG) 短暫的停滯,直到米勒電容 (Cgd) 充滿電為止,因為這個停滯是由於米勒電容 (Cgd) 所造成,因此,這個停滯區也稱為"米勒平台",對應到上圖的 t2~t3。

當 Cgd (米勒電容) 充飽之後,input 端又開始對 Cgs 進行充電,可以對應到上圖的第三階段 (t3~t4)。因此,VG 又開始緩慢上升,直到飽和為止。


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