Beranda Solusi Sorotan Harian Barang kering | Efek Miller tabung MOS Bambound

Barang kering | Efek Miller tabung MOS Bambound

2022-03-17 183

Ini adalah sirkuit switching NMOS. Sinyal langkah VG1 mengatur level DC 2V, gelombang persegi (amplitudo 2V, frekuensi 50Hz) dan tegangan nyala 2V dari T2, sehingga transistor MOS T2 akan beralih antara keadaan hidup dan mati dengan periode T = 20 ms .

Pertama, simulasikan bentuk gelombang Vgs dan Vds, dan Anda akan melihat bahwa ada platform kecil ketika Vgs=2V. Beberapa orang akan bertanya-tanya mengapa Vgs memiliki platform kecil saat naik?

Platform kecil Mosvgs

Dengan mengingat pertanyaan ini, kami mencoba mengubah resistansi R1 dari 5K menjadi 1K, dan melakukan simulasi lagi, dan menemukan bahwa platform ini menjadi sangat kecil, hampir habis. Mengapa?

Platform kecil MOS Vgs ditingkatkan.

Untuk memahami fenomena ini diperlukan dukungan pengetahuan teoritis.

Model setara tabung MOS

Gambar tabung MOS biasanya kita lihat di sebelah kiri, dan gambar di sebelah kanan disebut model ekuivalen tabung MOS.

Diantaranya, Cgs disebut kapasitansi parasit GS, Cgd disebut kapasitansi parasit GD, kapasitansi masukan Ciss=Cgs+Cgd, kapasitansi keluaran Coss=Cgd+Cds, kapasitansi transmisi terbalik Crss=Cgd, disebut juga kapasitansi Miller.Jika Anda tidak mengetahui konsep kapasitansi masukan dan keluaran tabung MOS, silakan klik: untuk menunjukkan kepada Anda parameter tabung MOS "resistansi termal, kapasitansi masukan dan keluaran, serta waktu peralihan"Penyebab utama efek Miller adalah kapasitansi Miller. Efek Miller mengacu pada efek bahwa kapasitansi terdistribusi Cgd antara input dan outputnya diperkuat di bawah aksi amplifikasi terbalik, yang membuat nilai kapasitansi input setara diperbesar. Efek Miller akan membentuk platform Miller.

Hal pertama yang perlu kita ketahui adalah karena proses pembuatan tabung MOS pasti akan menghasilkan Cgd, maka kapasitor Miller harus ada, sehingga efek Miller tidak dapat dihindari.
Apa kerugian dari efek Miller?

Pengaktifan transistor MOS merupakan proses dari awal. Semakin lama waktu tumpang tindih kutub D dan kutub S transistor MOS, maka kehilangan konduksi transistor MOS semakin besar. Karena kapasitor Miller dan platform Miller, waktu penyalaan tabung MOS menjadi lebih lama, dan kehilangan konduksi tabung MOS pasti akan meningkat.

Ketika kami mengurangi resistansi R1 tiang G dalam simulasi, kami menemukan bahwa platform Miller ditingkatkan? Kita semua harus tahu alasannya.

Pengaktifan transistor MOS dapat dilihat sebagai proses pengisian kapasitansi parasit Cgs dengan tegangan input melalui resistansi gerbang R1. Semakin kecil R1, semakin cepat pengisian Cgs dan semakin cepat transistor MOS menyala, yang merupakan alasan untuk mengurangi resistensi gerbang dan meningkatkan platform Miller.
Jadi apa yang terjadi di Platform Miller?
Untuk transistor NMOS, sebelum transistor MOS dinyalakan, tegangan kutub D lebih besar dari tegangan kutub G. Dengan meningkatnya tegangan input, Vgs meningkat, dan muatan yang disimpan dalam Cgd perlu dinetralkan dengan tegangan input pada saat yang sama, karena tegangan kutub G lebih besar daripada tegangan kutub D ketika transistor MOS penuh. dihidupkan.

Oleh karena itu, pada platform Miller, ini adalah proses pengisian Cgd, dan saat ini perubahan Vgs sangat kecil. Ketika Cgd dan Cgs berada pada level yang sama, Vgs mulai terus meningkat.
Mari kita analisa efek Miller pada gambar sebelah kanan berikut ini,Bagaimana situasi diagram sirkuit ini?

Beban D-pole transistor MOS adalah induktor ditambah dioda freewheeling, yang bekerja dalam mode yang sama dengan DC-DC BUCK. Ketika transistor MOS dihidupkan, VDD mengisi induktor L. Karena transistor MOS mempunyai waktu penyalaan yang sangat singkat, induktor dapat diperkirakan sebagai sumber arus konstan. Ketika transistor MOS dimatikan, dioda freewheeling menyediakan jalur pelepasan bagi induktor L untuk membentuk arus freewheeling.Pembukaan tabung MOS dapat dibagi menjadi empat tahap.
t0~t1阶段 Dari t0, kutub G mengisi kapasitor Cgs. Ketika Vgs naik dari 0V ke Vgs(th), semua transistor MOS dalam keadaan mati, Vds tetap tidak berubah, dan Id nol.
t1~t2阶段
Setelah t1, Vgs lebih besar dari tegangan penyalaan Vgs(th) transistor MOS, dan transistor MOS mulai bekerja, dan arus Id meningkat. Diagram rangkaian ekivalen saat ini ditunjukkan di bawah ini. Ketika arus IDS tidak mencapai arus induktor, maka sebagian arus akan mengalir melalui dioda, dan dioda DF masih dalam keadaan konduktif, dan kedua ujung dioda dalam keadaan terjepit. Pada saat ini, tegangan Vds hampir tidak berubah, hanya dengan penurunan kecil (pengaruh induktansi liar).

Tahap T2~t3
Dengan meningkatnya tegangan Vgs, ketika arus IDS sama dengan arus induktor, tegangan kutub D tabung MOS tidak lagi dijepit oleh dioda DF, dan DF berada dalam keadaan potong terbalik, sehingga Vds dimulai. untuk menjatuhkan. Pada saat ini, arus penggerak G-pole ditransfer ke Cgd untuk pengisian, dan platform Miller muncul di Vgs, tegangan Vgs tetap tidak berubah, dan Vds secara bertahap turun ke penurunan tegangan VF.

Dari T3 hingga T4, ketika kapasitor Miller Cgd terisi penuh, tegangan Vgs terus meningkat hingga transistor MOS dihidupkan sepenuhnya.
Dikombinasikan dengan kurva keluaran tabung MOS, rangkum proses konduksi tabung MOS.
Dari t0 hingga t1, tabung MOS berada di zona cut-off; Setelah t1, Vgs melebihi tegangan nyala transistor MOS. Dengan meningkatnya Vgs, ID meningkat. Ketika ID naik ke tingkat yang sama dengan arus induktor, dioda freewheeling mati secara terbalik. Selama t2~t3, Vgs memasuki dataran tinggi Miller. Pada saat ini tegangan kutub D tidak lagi dijepit oleh dioda freewheeling, dan daerah pinch-off MOS menjadi lebih kecil. Setelah t3, Vgs terus meningkat dan Vds berangsur-angsur menurun hingga transistor MOS dihidupkan sepenuhnya.

Kurva keluaran tabung MOS

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Singa Menyerang Kota di Jalur 8". Artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis, dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Ini hanya untuk dicetak ulang dan dibagikan untuk mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulisnya saat mencetak ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Telp Perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 Manajer Qiu
Alamat: Kamar 809, Blok C, Gedung Teknologi Zhantao, No.1079 Minzhi Avenue, Distrik Baru Longhua, Shenzhen

sebelumnya

Bicara tentang penerapan dan pengembangan teknologi IGBT kendaraan listrik

Selanjutnya

"Kerajinan Semikonduktor Hualinkona" MOSFET silikon karbida Perawatan basah di depan tungku setelah pembuatan