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功率半导体的米勒平台

功率半导体中的米勒平台(Miller Platform)是指在MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)的栅极驱动过程中,栅极电压(Vgs)在达到一定值后,即使栅极电荷继续增加,Vgs也保持不变的一个阶段。这个现象是由米勒效应(Miller Effect)引起的,米勒效应是指在MOSFET的栅源极(Cgs)和栅漏极(Cgd)之间的寄生电容在反相放大作用下,使得等效输入电容值放大的效应。

米勒平台的形成原因:

栅极充电过程:在MOSFET的开启过程中,栅极电压Vgs开始上升,随着栅极电荷的增加,Vgs也随之增加。当Vgs增加到米勒平台电压Vp时,即使栅极电荷继续增加,Vgs也保持不变,因为增加的栅极电荷被用来给Cgd电容进行充电。

米勒电容的作用:米勒电容(Cgd)在MOSFET导通时,将栅极充电电流吸收到漏极,造成Cgs充电减小,形成电压平台。

栅极电压变化:在米勒平台期间,Vds开始下降,米勒平台的持续时间即为Vds电压从最大值下降到最小值的时间。米勒平台时间与电容Cgd大小成正比。

改善对策:

选择合适的门极驱动电阻RG:通过选择合适的门极驱动电阻,可以减少米勒效应的影响。

在门极G和射极E之间增加电容:增加电容可以延长米勒平台时间,达到电压缓启动的目的。

采用负压驱动:负压驱动可以减少米勒效应的影响。

门极有源钳位:通过门极有源钳位技术,可以抑制电压尖峰,减少米勒效应的影响。

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