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MOS管开通过程和米勒效应
时间:2023-08-19
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当我们使用 MOS 管时,有一个现象常常会让我们头疼,那就是米勒效应。

首先,让我们先回顾一下 MOS 管的开通过程。

MOS 管的开启过程可以分为三个阶段:截止区、导通区、饱和区。

在截止区,MOS 管的栅源电压为零,此时 MOS 管处于关断状态。随着栅源电压的增加,当栅源电压达到门极开启电压(Vg(th))时,MOS 管进入导通区。

在导通区,MOS 管的栅源电压继续增加,直到达到饱和电压(Vs(th)),此时 MOS 管进入饱和区。

然而,在实际应用中,当我们给 MOS 管的栅极施加电压时,会发现一个有趣的现象:在栅源电压达到门极开启电压之后,MOS 管的导通电流并不会立即增加,而是出现了一个平台期。

在这个平台期,MOS 管的导通电流保持不变,仿佛被卡住了。(由于输入电容的存在,使得栅源电压(Vgs)上升的速度受到限制,从而导致 MOS 管不能立即进入导通状态)这个现象,就是我们今天要讲的米勒效应。


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那么,米勒效应是如何形成的呢?

这还要从 MOS 管的结构说起。

MOS 管由 n 型或 p 型半导体制成,其中包含两个电极:源极和漏极,以及一个栅极。

在 MOS 管工作过程中,栅极和源极之间会形成一个电容,我们称之为米勒电容(Cgd)。

当栅源电压增加时,栅极的充电电流必须先给米勒电容充电,使米勒电容充满电后,栅极的充电电流才能继续增加,进而使 MOS 管的导通电流增加。

米勒效应虽然给我们带来了一些困扰,但是也有应对的方法:

我们可以通过减小米勒电容、增大驱动电流、优化驱动电路等方法来减轻米勒效应的影响。

让我们从一个简单的模型说起。假设我们有一个 MOS 管,它的输入电容为 Cgs,当栅源电压(Vgs)上升时,这个电容会开始充电。在充电的过程中,Vgs 上升的速度会逐渐减慢,因为电容的充电速度是有限的。当 Vgs 上升到一定程度时,MOS 管才会进入导通状态。

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这样一来,MOS 管就能更好地为我们服务,为我们的生活带来更多的便利。

总之,MOS 管的开通过程和米勒效应是一个复杂而有趣的过程。

通过了解这个过程,我们可以更好地掌握 MOS 管的工作原理,为我们的电子设计提供更多的思路和灵感。希望这篇文章能为大家带来一些帮助,让我们共同探索电子世界的奥秘!


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