关于MOS管的米勒效应,前面已经发了3篇:(点击标题可访问)
其中在《关于MOS管的米勒效应的疑问--求实锤》文章中提到,在进行米勒效应仿真时,发现在米勒平台期间漏极电流Id持续上升的问题,和米勒平台的理论有些冲突。针对该问题,还开展了答题送书的活动。之前说“让子弹飞一会儿”,现在子弹该命中目标了。下面我们重点讨论下这个问题。
1、一道问题
首先,我们重温下前面遇到的问题:如下图搭建仿真模型,仿真发现:Id在米勒平台期间仍在上升。在米勒平台结束时,漏极电流才达到最大值。另外在B站上找了老外的实测波形,与仿真结果一致。更换仿真软件,仿真结果也一致。但这与米勒效应的理论冲突。
①仿真模型:
②仿真结果
③米勒平台的理论波形(上面波形与此矛盾)
2、回答前文中的问题
所以在《关于MOS管的米勒效应的疑问--求实锤》(点击标题可直接访问)文章中提到的问题:如果MOS管处于米勒平台的区间内,MOS管工作在哪个区?
A:恒流区;
B:可变变阻区;
C:部分在恒流区,部分在可变电阻区;
D:截止区;
MOS管处在米勒平台期间,此时Vgs>Vth,Vds>Vgs-Vth。进一步讲,Vgd=Vgs-Vds<Vth,MOS管处于预夹断状态,注意此时导电沟道并没有被真的夹断,只是夹断缝隙变长,依然有电流Id存在。Vds增加的部分主要用于克服沟道的电阻,Id几乎不变。此时Id几乎仅仅取决于Vgs。
很明显,这道题的答案应该选择A,MOS管处于饱和区(恒流区)。在米勒平台期间,Vgs不变,相应Id也应该保持不变。所以,上面仿真出的结果与上述理论存在明显冲突。
难道,仿真有问题?
3、仿真有问题?
结论:仿真是没有问题的。
那问题出在哪里?
问题出在负载上。在此仿真电路模型中所使用的负载为阻性负载。
阻性负载有什么特点?电压和电流是同时变化的。在开关过程中,阻性负载两端不存在电流和电压变化的先后关系,是同相位变化的。
Id在平台期上升,可以用欧姆定律来解析,因为在米勒平台期间Vds在下降,Id=(Vdd-Vds)/Rload。而Vds下降是因为MOS在米勒平台期间在处于饱和状态,内部导电沟道状态在变化,进而使得MOS管的导通阻抗在变化。
怎么样?一个简短的问题,给出的回答可浅可深。我的助攻只能到这里,能否晋升到陆地神仙境,一剑开天门,就看你的造化了!
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