干货 谈谈关于MOS管当中的米勒平台

MOS管是一种在模拟和数字电路中应用的非常广的器件。只要接触电子电路设计，就无可避免的要接触它 。在MOS管使用过程中，有一种现象被称为米勒现象，这种现象通常会在MOS管的开通期间发生。本篇文章来自于对论坛高手发言的总结，希望能够帮助大家更高的理解MOS 管中的米勒平台。

米勒电容是指MOSFET的GD之间的电容，那么电源中的米勒效应究竟指的是什么呢?

图1

to~t1: Vgs from 0 to Vth。Mosfet没通。电流由寄生二极管Df。

t1~t2: Vgs from Vth to Va。Id t2~t3: Vds下降。引起电流继续通过Cgd。Vdd越高越需要的时间越长。

Ig 为驱动电流，开始降的比较快，当Vdg接近为零时,Cgd增加。直到Vdg变负,Cgd增加到最大，下降变慢。t3~t4: Mosfet 完全导通,运行在电阻区。Vgs继续上升到Vgg。

如图2所示，在这个平台期，MOS管是要开通的，也就是DS电压下降，那么原来DG之间的电容就要放电，电流为由G到D，也就是说，驱动的电流实际是从G流向了D，没有对GS电容充电，因此VGS电压就出现一个平台。

图2

当斜率为dt 的电压V施加到电容C上时（如驱动器的输出电压），将会增大电容内的电流：

I=C×dV/dt (1)

因此，向MOSFET施加电压时，将产生输入电流Igate = I1 + I2，如图3所示。

图3

在右侧电压节点上利用式(1)，可得到：

I1=Cgd×d(Vgs-Vds)/dt=Cgd×(dVgs/dt-dVds/dt) (2)

I2=Cgs×d(Vgs/dt) (3)

如果在MOSFET上施加栅-源电压Vgs，其漏-源电压Vds 就会下降（即使是呈非线性下降）。因此，可以将连接这两个电压的负增益定义为：

dAv=- Vds/Vgs (4)

将式(4)代入式(2)中，可得：

I1=Cgd×(1+Av)dVgs/dt (5)

在转换（导通或关断）过程中，栅-源极的总等效电容Ceq为：

Igate=I1+I2=(Cgd×(1+Av)+Cgs)×dVgs/dt=Ceq×dVgs/dt (6)

式中(1+Av)这一项被称作米勒效应，它描述了电子器件中输出和输入之间的电容反馈。当栅-漏电压接近于零时，将会产生米勒效应。

Cds分流最厉害的阶段是在放大区。为什么? 因为这个阶段Vd变化最剧烈。平台恰恰是在这个阶段形成。可认为：门电流Igate完全被Cds吸走，而没有电流流向Cgs。

当Cgd通过mos放电结束后，MOS进入了饱和阶段，Vd变化缓慢。虽然Vgs的增长也能够让部分电流流想Cds，但主要的门电流是流向Cgs 。门电流的分流比：I1：I2 = Cds：Cgs ，看看电流谁分的多?

当mos放电结束后，近似地认为门电流全部流过Cgs，因此：Vgs重新开始增长。

图4

如图4所示，这个米勒电容式即使放大器中的反向传输电容等效到输入端是电容量是多少的问题，应该在模拟电子技术基础中讲，但是现在都删掉了，不知道，不明白是自然的。

米勒效应是讲党反向传输电容等效到输入端时，其等效电阻为反向传输电容的(1+K)倍，其中K就是放大器的增益，如果这个放大器增益极高，那么米勒效应就会越大。

MOSFET中的米勒平台实际上就是MOSFET处于“放大区”的典型标志，试想，应该工作在开关状态的MOSFET在比较长的时间没进入了“放大区”，其损耗该会有多大!因此MOSFET制造商一直致力于尽可能减小米勒电容，甚至整个栅极电荷变换并不大，但是米勒电荷一定要减小!

对于MOSFET的栅极驱动波形中如果出现比较明显的米勒平台，那么损耗一定会超乎预料的。