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सूखा माल | बम्बाउंड एमओएस ट्यूब मिलर इफ़ेक्ट

2022-03-17 185

यह एक NMOS स्विचिंग सर्किट है। स्टेप सिग्नल VG1 DC स्तर 2V, वर्ग तरंग (आयाम 2V, आवृत्ति 50Hz) और T2 के टर्न-ऑन वोल्टेज 2V सेट करता है, इसलिए MOS ट्रांजिस्टर T2 एक अवधि T = 20 एमएस के साथ चालू और बंद राज्यों के बीच स्विच करेगा। .

सबसे पहले, वीजीएस और वीडीएस के तरंग रूपों का अनुकरण करें, और आप देखेंगे कि वीजीएस = 2 वी होने पर एक छोटा मंच है। कुछ लोगों को आश्चर्य होगा कि वीजीएस के उभरने पर उसका मंच छोटा क्यों होता है?

Mosvgs छोटा मंच

इस प्रश्न को ध्यान में रखते हुए, हमने प्रतिरोध R1 को 5K से 1K में बदलने की कोशिश की, और फिर से अनुकरण किया, और पाया कि यह प्लेटफ़ॉर्म बहुत छोटा हो गया, लगभग ख़त्म हो गया। क्यों?

एमओएस वीजीएस छोटे प्लेटफॉर्म में सुधार किया गया है।

इस घटना को समझने के लिए हमें सैद्धांतिक ज्ञान के सहारे की आवश्यकता है।

एमओएस ट्यूब का समतुल्य मॉडल

हम आम तौर पर बाईं ओर एमओएस ट्यूब का चित्र देखते हैं, और दाईं ओर का चित्र एमओएस ट्यूब का समतुल्य मॉडल कहलाता है।

उनमें से, Cgs को GS परजीवी कैपेसिटेंस कहा जाता है, Cgd को GD परजीवी कैपेसिटेंस कहा जाता है, इनपुट कैपेसिटेंस Ciss=Cgs+Cgd, आउटपुट कैपेसिटेंस Coss=Cgd+Cds, रिवर्स ट्रांसमिशन कैपेसिटेंस Crss=Cgd, जिसे मिलर कैपेसिटेंस भी कहा जाता है।यदि आप एमओएस ट्यूब के इनपुट और आउटपुट कैपेसिटेंस की अवधारणा को नहीं जानते हैं, तो कृपया क्लिक करें: आपको एमओएस ट्यूब के पैरामीटर "थर्मल प्रतिरोध, इनपुट और आउटपुट कैपेसिटेंस और स्विचिंग समय" दिखाने के लिएमिलर प्रभाव का मुख्य दोषी मिलर धारिता है। मिलर प्रभाव इस प्रभाव को संदर्भित करता है कि इसके इनपुट और आउटपुट के बीच वितरित कैपेसिटेंस सीजीडी को व्युत्क्रम प्रवर्धन की क्रिया के तहत बढ़ाया जाता है, जिससे समतुल्य इनपुट कैपेसिटेंस मान बढ़ जाता है। मिलर प्रभाव मिलर मंच का निर्माण करेगा।

पहली बात जो हमें जानने की जरूरत है वह यह है: क्योंकि एमओएस ट्यूब की विनिर्माण प्रक्रिया निश्चित रूप से सीजीडी का उत्पादन करेगी, यानी मिलर कैपेसिटर मौजूद होना चाहिए, इसलिए मिलर प्रभाव अपरिहार्य है।
मिलर प्रभाव के क्या नुकसान हैं?

एमओएस ट्रांजिस्टर को चालू करना शुरू से ही एक प्रक्रिया है। एमओएस ट्रांजिस्टर के डी पोल और एस पोल का ओवरलैपिंग समय जितना लंबा होगा, एमओएस ट्रांजिस्टर की चालन हानि उतनी ही अधिक होगी। मिलर कैपेसिटर और मिलर प्लेटफ़ॉर्म के कारण, एमओएस ट्यूब का टर्न-ऑन समय लंबा हो जाता है, और एमओएस ट्यूब की चालन हानि में वृद्धि होना तय है।

जब हमने सिमुलेशन में जी पोल के प्रतिरोध आर 1 को कम किया, तो हमने पाया कि मिलर प्लेटफ़ॉर्म में सुधार हुआ था? हम सभी को पता होना चाहिए कि ऐसा क्यों है।

एमओएस ट्रांजिस्टर को चालू करने को गेट प्रतिरोध आर 1 के माध्यम से इनपुट वोल्टेज द्वारा परजीवी कैपेसिटेंस सीजीएस की चार्जिंग प्रक्रिया के रूप में देखा जा सकता है। R1 जितना छोटा होता है, Cgs चार्ज उतना ही तेज होता है और MOS ट्रांजिस्टर भी तेजी से चालू होता है, जो गेट प्रतिरोध को कम करने और मिलर प्लेटफॉर्म में सुधार का कारण है।
तो मिलर प्लेटफार्म पर क्या हुआ?
एनएमओएस ट्रांजिस्टर के लिए, एमओएस ट्रांजिस्टर चालू होने से पहले, डी-पोल वोल्टेज जी-पोल वोल्टेज से अधिक होता है। इनपुट वोल्टेज में वृद्धि के साथ, वीजीएस बढ़ता है, और सीजीडी में संग्रहीत चार्ज को एक ही समय में इनपुट वोल्टेज के साथ बेअसर करने की आवश्यकता होती है, क्योंकि एमओएस ट्रांजिस्टर पूरी तरह से होने पर जी-पोल वोल्टेज डी-पोल वोल्टेज से अधिक होता है कामोत्तेजित।

इसलिए, मिलर प्लेटफ़ॉर्म पर, यह सीजीडी चार्जिंग की प्रक्रिया है, और इस समय, वीजीएस का परिवर्तन बहुत छोटा है। जब सीजीडी और सीजीएस समान स्तर पर होते हैं, तो वीजीएस बढ़ना जारी रहता है।
आइए दाईं ओर निम्नलिखित चित्र में मिलर प्रभाव का विश्लेषण करें,इस सर्किट आरेख की स्थिति क्या है?

MOS ट्रांजिस्टर का D-ध्रुव भार एक प्रेरक और एक फ्रीव्हीलिंग डायोड होता है, जो DC-DC BUCK की तरह ही कार्य करता है। जब MOS ट्रांजिस्टर चालू होता है, तो VDD प्रेरक L को आवेशित करता है। चूँकि MOS ट्रांजिस्टर का चालू होने का समय बहुत कम होता है, इसलिए प्रेरक को एक स्थिर धारा स्रोत के रूप में अनुमानित किया जा सकता है। जब MOS ट्रांजिस्टर बंद होता है, तो फ्रीव्हीलिंग डायोड प्रेरक L को फ्रीव्हीलिंग धारा उत्पन्न करने के लिए एक डिस्चार्ज पथ प्रदान करता है।एमओएस ट्यूब के खुलने को चार चरणों में विभाजित किया जा सकता है।
t0~t1 लाभ T0 से, G पोल कैपेसिटर Cgs को चार्ज करता है। जब Vgs 0V से Vgs(th) तक बढ़ जाता है, तो MOS ट्रांजिस्टर सभी बंद स्थिति में होते हैं, Vds अपरिवर्तित रहता है, और Id शून्य होता है।
t1~t2 लाभ
t1 के बाद, Vgs, MOS ट्रांजिस्टर के चालू वोल्टेज Vgs(th) से अधिक होता है, और MOS ट्रांजिस्टर चालन शुरू कर देता है, और Id धारा बढ़ जाती है। इस समय समतुल्य परिपथ आरेख नीचे दिखाया गया है। जब IDS धारा, प्रेरक धारा तक नहीं पहुँचती है, तो धारा का एक भाग डायोड से होकर प्रवाहित होगा, और डायोड DF अभी भी चालक अवस्था में है, और डायोड के दोनों सिरे क्लैम्पिंग अवस्था में हैं। इस समय, Vds वोल्टेज लगभग अपरिवर्तित रहता है, केवल एक छोटी सी गिरावट (आवारा प्रेरकत्व का प्रभाव) के साथ।

T2~t3 चरण
Vgs वोल्टेज में वृद्धि के साथ, जब IDS धारा, प्रेरक धारा के समान होती है, MOS ट्यूब का D-ध्रुव वोल्टेज अब डायोड DF द्वारा क्लैंप नहीं किया जाता है, और DF विपरीत कट-ऑफ अवस्था में होता है, इसलिए Vds कम होने लगता है। इस समय, G-ध्रुव की चालक धारा, चार्जिंग के लिए Cgd में स्थानांतरित हो जाती है, और मिलर प्लेटफ़ॉर्म Vgs में दिखाई देता है, Vgs वोल्टेज अपरिवर्तित रहता है, और Vds धीरे-धीरे ऑन-वोल्टेज ड्रॉप VF तक गिर जाता है।

T3 से T4 तक, जब मिलर कैपेसिटर Cgd पूरी तरह से चार्ज हो जाता है, तो MOS ट्रांजिस्टर पूरी तरह से चालू होने तक Vgs वोल्टेज बढ़ता रहता है।
एमओएस ट्यूब के आउटपुट वक्र के साथ संयुक्त, एमओएस ट्यूब की चालन प्रक्रिया को संक्षेप में प्रस्तुत करें।
T0 से t1 तक, MOS ट्यूब कट-ऑफ ज़ोन में है; t1 के बाद, Vgs, MOS ट्रांजिस्टर के टर्न-ऑन वोल्टेज से अधिक हो जाता है। Vgs की वृद्धि के साथ, ID भी बढ़ता है। जब ID, प्रेरक धारा के समान स्तर तक बढ़ जाता है, तो फ्रीव्हीलिंग डायोड विपरीत दिशा में बंद हो जाता है। t2 से t3 के दौरान, Vgs मिलर पठार में प्रवेश करता है। इस समय, D ध्रुव का वोल्टेज फ्रीव्हीलिंग डायोड द्वारा क्लैंप नहीं किया जाता है, और MOS का पिंच-ऑफ क्षेत्र छोटा हो जाता है। t3 के बाद, Vgs बढ़ता रहता है और Vds धीरे-धीरे तब तक घटता है जब तक कि MOS ट्रांजिस्टर पूरी तरह से चालू नहीं हो जाता।

एमओएस ट्यूब का आउटपुट वक्र

अस्वीकरण: यह लेख "द लायन अटैकिंग द सिटी ऑन लाइन 8" से पुन: प्रस्तुत किया गया है। यह लेख केवल लेखक के व्यक्तिगत विचारों का प्रतिनिधित्व करता है, और सैको माइक्रो और उद्योग के विचारों का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। यह केवल बौद्धिक संपदा अधिकारों की सुरक्षा का समर्थन करने के लिए पुनर्मुद्रण और साझा करने के लिए है। कृपया पुनर्मुद्रण करते समय मूल स्रोत और लेखक का उल्लेख करें। यदि कोई उल्लंघन है, तो कृपया उसे हटाने के लिए हमसे संपर्क करें।

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