下圖是一個NMOS的開關電(diàn)路，階躍信号VG1設置DC電(diàn)平2V，方波（振幅2V，頻率50Hz），T2的開啓電(diàn)壓2V，所以MOS管T2會以周期T=20ms進行開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(yǒu)一個小(xiǎo)平台，有(yǒu)人會好奇為(wèi)什麽Vgs在上升時會有(yǒu)一個小(xiǎo)平台？

MOS管Vgs小(xiǎo)平台

MOS管Vgs小(xiǎo)平台有(yǒu)改善

為(wèi)了理(lǐ)解這種現象，需要理(lǐ)論知識的支撐。

MOS管的等效模型

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

其中(zhōng)：Cgs稱為(wèi)GS寄生電(diàn)容，Cgd稱為(wèi)GD寄生電(diàn)容，輸入電(diàn)容Ciss=Cgs+Cgd，輸出電(diàn)容Coss=Cgd+Cds，反向傳輸電(diàn)容Crss=Cgd，也叫米勒電(diàn)容。

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

米勒效應的罪魁禍首就是米勒電(diàn)容，米勒效應指其輸入輸出之間的分(fēn)布電(diàn)容Cgd在反相放大的作(zuò)用(yòng)下，使得等效輸入電(diàn)容值放大的效應，米勒效應會形成米勒平台。

首先我們需要知道的一個點是：因為(wèi)MOS管制造工(gōng)藝，必定産(chǎn)生Cgd，也就是米勒電(diàn)容必定存在，所以米勒效應不可(kě)避免。

那麽，米勒效應的缺點是什麽呢(ne)？

MOS管的開啓是一個從無到有(yǒu)的過程，MOS管D極和S極重疊時間越長(cháng)，MOS管的導通損耗越大。因為(wèi)有(yǒu)了米勒電(diàn)容，有(yǒu)了米勒平台，MOS管的開啓時間變長(cháng)，MOS管的導通損耗必定會增大。

仿真時我們将G極電(diàn)阻R1變小(xiǎo)之後，發現米勒平台有(yǒu)改善？原因我們應該都知道了。

MOS管的開啓可(kě)以看做是輸入電(diàn)壓通過栅極電(diàn)阻R1對寄生電(diàn)容Cgs的充電(diàn)過程，R1越小(xiǎo)，Cgs充電(diàn)越快，MOS管開啓就越快，這是減小(xiǎo)栅極電(diàn)阻，米勒平台有(yǒu)改善的原因。

在米勒平台究竟發生了什麽？

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

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

我們以下右圖來分(fēn)析米勒效應，這個電(diàn)路圖是一個什麽情況？

MOS管D極負載是電(diàn)感加續流二極管，工(gōng)作(zuò)模式和DC-DC BUCK一樣，MOS管導通時，VDD對電(diàn)感L進行充電(diàn)，因為(wèi)MOS管導通時間極短，可(kě)以近似電(diàn)感為(wèi)一個恒流源，在MOS管關閉時，續流二極管給電(diàn)感L提供一個洩放路徑，形成續流。

MOS管的開啓可(kě)以分(fēn)為(wèi)4個階段：

t0~t1階段

從t0開始，G極給電(diàn)容Cgs充電(diàn)，Vgs從0V上升到Vgs(th)時，MOS管都處于截止狀态，Vds保持不變，Id為(wèi)零。

t1~t2階段

從t1後，Vgs大于MOS管開啓電(diàn)壓Vgs(th)，MOS管開始導通，Id電(diàn)流上升，此時的等效電(diàn)路圖如下所示，在IDS電(diàn)流沒有(yǒu)達到電(diàn)感電(diàn)流時，一部分(fēn)電(diàn)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個鉗位狀态，這個時候Vds電(diàn)壓幾乎不變，隻有(yǒu)一個很(hěn)小(xiǎo)的下降（雜散電(diàn)感的影響）。

t1~t2階段等效電(diàn)路

t2~t3階段

随着Vgs電(diàn)壓的上升，IDS電(diàn)流和電(diàn)感電(diàn)流一樣時，MOS管D極電(diàn)壓不再被二極管DF鉗位，DF處于反向截止狀态，所以Vds開始下降，這時候G極的驅動電(diàn)流轉移給Cgd充電(diàn)，Vgs出現了米勒平台，Vgs電(diàn)壓維持不變，Vds逐漸下降至導通壓降VF。

t2~t3階段等效電(diàn)路

t3~t4階段

當米勒電(diàn)容Cgd充滿電(diàn)時，Vgs電(diàn)壓繼續上升，直至MOS管完全導通。

下面，結合MOS管輸出曲線(xiàn)，總結一下MOS管的導通過程。

t0~t1，MOS管處于截止區(qū)；t1後，Vgs超過MOS管開啓電(diàn)壓，随着Vgs的增大，ID增大，當ID上升到和電(diàn)感電(diàn)流一樣時，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(diàn)壓不再被續流二極管鉗位，MOS的夾斷區(qū)變小(xiǎo)，t3後進入線(xiàn)性電(diàn)阻區(qū)，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(xiàn)

文(wén)章來源：21ic電(diàn)子網公(gōng)衆号