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Produits secs | Tube MOS Bambound Effet Miller
2022-03-17
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Il s'agit d'un circuit de commutation NMOS. Le signal pas à pas VG1 règle le niveau DC 2 V, l'onde carrée (amplitude 2 V, fréquence 50 Hz) et la tension d'activation 2 V de T2, de sorte que le transistor MOS T2 basculera entre les états passant et bloqué avec une période T = 20 ms. .
Tout d'abord, simulez les formes d'onde de Vgs et Vds, et vous verrez qu'il y a une petite plate-forme lorsque Vgs=2V. Certains se demanderont pourquoi Vgs a une petite plateforme lorsqu’elle monte ?
Avec cette question à l'esprit, nous avons essayé de changer la résistance R1 de 5K à 1K, et simulé à nouveau, et avons constaté que cette plate-forme est devenue très petite, presque disparue. Pourquoi?
La petite plateforme MOS Vgs est améliorée.
Pour comprendre ce phénomène, nous avons besoin de l’appui de connaissances théoriques.
Modèle équivalent de tube MOS
Nous voyons généralement la figure du tube MOS à gauche, et la figure de droite est appelée le modèle équivalent du tube MOS.
Parmi eux, Cgs est appelé capacité parasite GS, Cgd est appelé capacité parasite GD, capacité d'entrée Ciss = Cgs + Cgd, capacité de sortie Coss = Cgd + Cds, capacité de transmission inverse Crss = Cgd, également appelée capacité Miller.Si vous ne connaissez pas le concept de capacité d'entrée et de sortie du tube MOS, veuillez cliquer sur : pour vous montrer les paramètres du tube MOS "résistance thermique, capacité d'entrée et de sortie et temps de commutation".Le principal responsable de l’effet Miller est la capacité de Miller. L'effet Miller fait référence à l'effet selon lequel la capacité distribuée Cgd entre son entrée et sa sortie est amplifiée sous l'action de l'amplification inverse, ce qui agrandit la valeur de capacité d'entrée équivalente. L'effet Miller formera la plateforme Miller.
La première chose que nous devons savoir est la suivante : étant donné que le processus de fabrication du tube MOS produira certainement du Cgd, c'est-à-dire que le condensateur Miller doit exister, l'effet Miller est donc inévitable.
Quels sont les inconvénients de l’effet Miller ?
La mise sous tension du transistor MOS est un processus à partir de zéro. Plus le temps de chevauchement du pôle D et du pôle S du transistor MOS est long, plus la perte de conduction du transistor MOS est grande. En raison du condensateur Miller et de la plate-forme Miller, le temps d'activation du tube MOS devient plus long et la perte de conduction du tube MOS est vouée à augmenter.
Lorsque nous avons réduit la résistance R1 du pôle G en simulation, nous avons constaté que la plate-forme Miller était améliorée ? Nous devrions tous savoir pourquoi.
La mise sous tension du transistor MOS peut être considérée comme le processus de charge de la capacité parasite Cgs par la tension d'entrée à travers la résistance de grille R1. Plus R1 est petit, plus le Cgs se charge rapidement et plus le transistor MOS s'active rapidement, ce qui explique la réduction de la résistance de grille et l'amélioration de la plate-forme Miller.
Alors, que s'est-il passé sur la plate-forme Miller ?
Pour le transistor NMOS, avant que le transistor MOS ne soit activé, la tension du pôle D est supérieure à la tension du pôle G. Avec l'augmentation de la tension d'entrée, Vgs augmente et la charge stockée dans Cgd doit être neutralisée avec la tension d'entrée en même temps, car la tension du pôle G est supérieure à la tension du pôle D lorsque le transistor MOS est complètement allumé.
Par conséquent, sur la plate-forme Miller, c'est le processus de charge Cgd, et à l'heure actuelle, le changement de Vgs est très faible. Lorsque Cgd et Cgs sont au même niveau, Vgs commence à continuer d'augmenter.
Analysons l'effet Miller dans l'image suivante à droite,Quelle est la situation de ce schéma de circuit ?
La charge du pôle D d'un transistor MOS est constituée d'une inductance et d'une diode de roue libre, fonctionnant comme un abaisseur de tension continu-continu. Lorsque le transistor MOS est passant, VDD charge l'inductance L. Le temps de conduction du transistor MOS étant très court, l'inductance peut être assimilée à une source de courant constant. Lorsque le transistor MOS est bloqué, la diode de roue libre fournit un chemin de décharge à l'inductance L pour former un courant de roue libre.L'ouverture du tube MOS peut être divisée en quatre étapes.
t0~t1 A partir de t0, le pôle G charge le condensateur Cgs. Lorsque Vgs passe de 0V à Vgs(th), les transistors MOS sont tous à l'état bloqué, Vds reste inchangé et Id est nul.
t1~t2
Après t1, Vgs est supérieure à la tension de mise en conduction Vgs(th) du transistor MOS, ce dernier devient conducteur et le courant Id augmente. Le schéma de circuit équivalent à ce moment est présenté ci-dessous. Lorsque le courant IDS n'atteint pas le courant de l'inductance, une partie du courant traverse la diode ; la diode DF reste conductrice et ses deux bornes sont en état de blocage. À ce moment, la tension Vds reste quasiment inchangée, avec seulement une légère baisse (influence de l'inductance parasite).
Étape T2~t3
Avec l'augmentation de la tension Vgs, lorsque le courant IDS est identique à celui de l'inductance, la tension du pôle D du tube MOS n'est plus bloquée par la diode DF, qui passe alors en état de coupure inverse, ce qui fait chuter la tension Vds. À ce moment, le courant d'attaque du pôle G est transféré à Cgd pour la charge, et la plateforme Miller apparaît dans Vgs. La tension Vgs reste inchangée et Vds chute progressivement jusqu'à la chute de tension à l'état passant VF.
De T3 à T4, lorsque le condensateur Miller Cgd est complètement chargé, la tension Vgs continue d'augmenter jusqu'à ce que le transistor MOS soit complètement rendu passant.
Combiné avec la courbe de sortie du tube MOS, résumez le processus de conduction du tube MOS.
De t0 à t1, le tube MOS est dans la zone de coupure ; Après t1, Vgs dépasse la tension de conduction du transistor MOS. Avec l'augmentation de Vgs, ID augmente. Lorsque ID atteint le même niveau que le courant d'inductance, la diode de roue libre se bloque en sens inverse. Entre t2 et t3, Vgs atteint le plateau de Miller. À ce moment, la tension du pôle D n'est plus bloquée par la diode de roue libre et la zone de pincement du transistor MOS se rétrécit. Après t3, Vgs continue d'augmenter et Vds diminue progressivement jusqu'à la conduction complète du transistor MOS.
Courbe de sortie du tube MOS
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