下(xià)圖是一(yī)個NMOS的開(kāi)關電路，階躍信号VG1設置DC電平2V，方波（振幅2V，頻(pín)率50Hz），T2的開(kāi)啓電壓2V，所以MOS管T2會以周期T=20ms進行開(kāi)啓和截止狀态的切換。

首先，仿真Vgs和Vds的波形，會看到Vgs=2V的時候有一(yī)個小(xiǎo)平台，有人會好奇爲什麽Vgs在上升時會有一(yī)個小(xiǎo)平台？

MOS管Vgs小(xiǎo)平台

MOS管Vgs小(xiǎo)平台有改善

爲了理解這種現象，需要理論知(zhī)識的支撐。

MOS管的等效模型

我(wǒ)們通常看到的MOS管圖形是左邊這種，右邊的稱爲MOS管的等效模型。

其中(zhōng)：Cgs稱爲GS寄生(shēng)電容，Cgd稱爲GD寄生(shēng)電容，輸入電容Ciss=Cgs+Cgd，輸出電容Coss=Cgd+Cds，反向傳輸電容Crss=Cgd，也叫米勒電容。

如果你不了解MOS管輸入輸出電容概念，請點擊：帶你讀懂MOS管參數「熱阻、輸入輸出電容及開(kāi)關時間」

米勒效應的罪魁禍首就是米勒電容，米勒效應指其輸入輸出之間的分(fēn)布電容Cgd在反相放(fàng)大(dà)的作用下(xià)，使得等效輸入電容值放(fàng)大(dà)的效應，米勒效應會形成米勒平台。

首先我(wǒ)們需要知(zhī)道的一(yī)個點是：因爲MOS管制造工(gōng)藝，必定産生(shēng)Cgd，也就是米勒電容必定存在，所以米勒效應不可避免。

那麽，米勒效應的缺點是什麽呢？

MOS管的開(kāi)啓是一(yī)個從無到有的過程，MOS管D極和S極重疊時間越長，MOS管的導通損耗越大(dà)。因爲有了米勒電容，有了米勒平台，MOS管的開(kāi)啓時間變長，MOS管的導通損耗必定會增大(dà)。

仿真時我(wǒ)們将G極電阻R1變小(xiǎo)之後，發現米勒平台有改善？原因我(wǒ)們應該都知(zhī)道了。

MOS管的開(kāi)啓可以看做是輸入電壓通過栅極電阻R1對寄生(shēng)電容Cgs的充電過程，R1越小(xiǎo)，Cgs充電越快，MOS管開(kāi)啓就越快，這是減小(xiǎo)栅極電阻，米勒平台有改善的原因。

在米勒平台究竟發生(shēng)了什麽？

以NMOS管來說，在MOS管開(kāi)啓之前，D極電壓是大(dà)于G極電壓的，随着輸入電壓的增大(dà)，Vgs在增大(dà)，Cgd存儲的電荷同時需要和輸入電壓進行中(zhōng)和，因爲MOS管完全導通時，G極電壓是大(dà)于D極電壓的。

所以在米勒平台，是Cgd充電的過程，這時候Vgs變化則很小(xiǎo)，當Cgd和Cgs處在同等水平時，Vgs才開(kāi)始繼續上升。

我(wǒ)們以下(xià)右圖來分(fēn)析米勒效應，這個電路圖是一(yī)個什麽情況？

MOS管D極負載是電感加續流二極管，工(gōng)作模式和DC-DC BUCK一(yī)樣，MOS管導通時，VDD對電感L進行充電，因爲MOS管導通時間極短，可以近似電感爲一(yī)個恒流源，在MOS管關閉時，續流二極管給電感L提供一(yī)個洩放(fàng)路徑，形成續流。

MOS管的開(kāi)啓可以分(fēn)爲4個階段：

t0~t1階段

從t0開(kāi)始，G極給電容Cgs充電，Vgs從0V上升到Vgs(th)時，MOS管都處于截止狀态，Vds保持不變，Id爲零。

t1~t2階段

從t1後，Vgs大(dà)于MOS管開(kāi)啓電壓Vgs(th)，MOS管開(kāi)始導通，Id電流上升，此時的等效電路圖如下(xià)所示，在IDS電流沒有達到電感電流時，一(yī)部分(fēn)電流會流過二極管，二極管DF仍是導通狀态，二極管的兩端處于一(yī)個鉗位狀态，這個時候Vds電壓幾乎不變，隻有一(yī)個很小(xiǎo)的下(xià)降（雜(zá)散電感的影響）。

t1~t2階段等效電路

t2~t3階段

随着Vgs電壓的上升，IDS電流和電感電流一(yī)樣時，MOS管D極電壓不再被二極管DF鉗位，DF處于反向截止狀态，所以Vds開(kāi)始下(xià)降，這時候G極的驅動電流轉移給Cgd充電，Vgs出現了米勒平台，Vgs電壓維持不變，Vds逐漸下(xià)降至導通壓降VF。

t2~t3階段等效電路

t3~t4階段

當米勒電容Cgd充滿電時，Vgs電壓繼續上升，直至MOS管完全導通。

下(xià)面，結合MOS管輸出曲線，總結一(yī)下(xià)MOS管的導通過程。

t0~t1，MOS管處于截止區；t1後，Vgs超過MOS管開(kāi)啓電壓，随着Vgs的增大(dà)，ID增大(dà)，當ID上升到和電感電流一(yī)樣時，續流二極管反向截止，t2~t3時間段，Vgs進入米勒平台期，這個時候D極電壓不再被續流二極管鉗位，MOS的夾斷區變小(xiǎo)，t3後進入線性電阻區，Vgs則繼續上升，Vds逐漸減小(xiǎo)，直至MOS管完全導通。

MOS管輸出曲線

文章來源：21ic電子網公衆号