MOS管开关时的米勒效应的影响与解决方法

米勒平台形成的基本原理

MOSFET的栅极驱动过程，可以简单的理解为驱动源对MOSFET的输入电容(主要是栅源极电容Cgs)的充放电过程;当Cgs达到门槛电压之后， MOSFET就会进入开通状态;当MOSFET开通后，Vds开始下降，Id开始上升，此时MOSFET进入饱和区;但由于米勒效应，Vgs会持续一段时间不再上升，此时Id已经达到最大，而Vds还在继续下降，直到米勒电容充满电，Vgs又上升到驱动电压的值，此时MOSFET进入电阻区，此时Vds彻底降下来，开通结束。

由于米勒电容阻止了Vgs的上升，从而也就阻止了Vds的下降，这样就会使损耗的时间加长。(Vgs上升，则导通电阻下降，从而Vds下降)

米勒效应在MOS驱动中臭名昭著，他是由MOS管的米勒电容引发的米勒效应，在MOS管开通过程中，GS电压上升到某一电压值后GS电压有一段稳定值，过后GS电压又开始上升直至完全导通。为什么会有稳定值这段呢?因为，在MOS开通前，D极电压大于G极电压，MOS寄生电容Cgd储存的电量需要在其导通时注入G极与其中的电荷中和，因MOS完全导通后G极电压大于D极电压。米勒效应会严重增加MOS的开通损耗。(MOS管不能很快得进入开关状态)

所以就出现了所谓的图腾驱动!!选择MOS时，Cgd越小开通损耗就越小。米勒效应不可能完全消失。

MOSFET中的米勒平台实际上就是MOSFET处于“放大区”的典型标志。

用用示波器测量GS电压，可以看到在电压上升过程中有一个平台或凹坑，这就是米勒平台。

米勒平台形成的详细过程

米勒效应指在MOS管开通过程会产生米勒平台，原理如下。

理论上驱动电路在G级和S级之间加足够大的电容可以消除米勒效应。但此时开关时间会拖的很长。一般推荐值加0.1Ciess的电容值是有好处的。

下图中粗黑线中那个平缓部分就是米勒平台。

删荷系数的这张图 在第一个转折点处：Vds开始导通。Vds的变化通过Cgd和驱动源的内阻形成一个微分。因为Vds近似线性下降，线性的微分是个常数，从而在Vgs处产生一个平台。

米勒平台是由于mos 的g d 两端的电容引起的，即mos datasheet里的Crss 。

这个过程是给Cgd充电，所以Vgs变化很小，当Cgd充到Vgs水平的时候，Vgs才开始继续上升。

Cgd在mos刚开通的时候，通过mos快速放电，然后被驱动电压反向充电，分担了驱动电流，使得Cgs上的电压上升变缓，出现平台。

t0~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.

平台后期，VGS继续增大，IDS是变化很小，那是因为MOS饱和了。。。，但是，从楼主的图中，这个平台还是有一段长度的。

这个平台期间，可以认为是MOS 正处在放大期。

前一个拐点前：MOS 截止期，此时Cgs充电，Vgs向Vth逼进。

前一个拐点处：MOS 正式进入放大期

后一个拐点处：MOS 正式退出放大期，开始进入饱和期。

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，如下图所示。

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：

Av=- 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。为啥?因为这个阶段Vd变化最剧烈。平台恰恰是在这个阶段形成。你可认为：门电流Igate完全被Cds吸走，而没有电流流向Cgs。

注意数据手册中的表示方法

Ciss=Cgs Cgd

Coss=Cds Cgd

Crss=Cgd

一、MOSFET的开通过程

MOSFET的栅极驱动过程，可以简单的理解为驱动源对MOSFET的输入电容(主要是栅源极电容Cgs)的充放电过程，当给栅极施加驱动电压后，MOSFET开通过程会分为4个阶段，其中Vgs、Ig、Vds、Id之间的关系如下图：

t0-t1：Vgs快速上升，Ig逐渐降低。因为Vgs还没上升到MOSFET的开通电压，因此Id一直为0。

t1-t2：Vgs上升到Vgs(th)，MOSFET开通，Id开始上升，Vds开始下降，MOSFET进入饱和区。

t2-t3：由于米勒效应，Vgs会持续一段时间不再上升，此时Id已经达到最大，而Vds还在继续下降，直到米勒电容充满电。Vgs在当前阶段会保持不变，形成一个电压平台，称为米勒平台。

t3-t4：米勒电容充满电，Vgs继续上升到外界驱动电压的值，此时MOSFET进入电阻区，Vds彻底降下来，开通结束。

二、米勒平台的形成

在MOS开通前，D极电压大于G极电压，则MOS寄生电容Cgd中就会储存着电荷。当MOS完全导通后G极电压又会大于D极电压，则Cgd中又会储存极性方向相反的电荷。因此在MOS管开通的过程中，会有一个时间段，G极的驱动电荷用于中和Cgd中的电荷，并继续灌入电荷使其中电荷的极性反向。这个时间段就是米勒平台形成的时间段。

三、米勒效应的影响与解决方法

米勒效应会严重增加MOS的开通损耗。因为它延长了MOS的开通时间。同时会降低MOS的开关速度。

解决方法：

1)、驱动电路在G级和S级之间加足够大的电容可以消除米勒效应。但此时开关时间会拖的很长。一般推荐值加0.1Ciess的电容。

2)、选择Cgd小的MOS，在MOS的手册中：

又根据公式：Ciss=Cgs+Cgd，Coss=Cds+Cgd，Crss=Cgd