當(dāng)我們使用 MOS 管時(shí),有一個(gè)現(xiàn)象常常會(huì)讓我們頭疼,那就是米勒效應(yīng)。
首先,讓我們先回顧一下 MOS 管的開通過程。
MOS 管的開啟過程可以分為三個(gè)階段:截止區(qū)、導(dǎo)通區(qū)、飽和區(qū)。
在截止區(qū),MOS 管的柵源電壓為零,此時(shí) MOS 管處于關(guān)斷狀態(tài)。隨著柵源電壓的增加,當(dāng)柵源電壓達(dá)到門極開啟電壓(Vg(th))時(shí),MOS 管進(jìn)入導(dǎo)通區(qū)。
在導(dǎo)通區(qū),MOS 管的柵源電壓繼續(xù)增加,直到達(dá)到飽和電壓(Vs(th)),此時(shí) MOS 管進(jìn)入飽和區(qū)。
然而,在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)我們給 MOS 管的柵極施加電壓時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象:在柵源電壓達(dá)到門極開啟電壓之后,MOS 管的導(dǎo)通電流并不會(huì)立即增加,而是出現(xiàn)了一個(gè)平臺(tái)期。
在這個(gè)平臺(tái)期,MOS 管的導(dǎo)通電流保持不變,仿佛被卡住了。(由于輸入電容的存在,使得柵源電壓(Vgs)上升的速度受到限制,從而導(dǎo)致 MOS 管不能立即進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài))這個(gè)現(xiàn)象,就是我們今天要講的米勒效應(yīng)。
那么,米勒效應(yīng)是如何形成的呢?
這還要從 MOS 管的結(jié)構(gòu)說起。
MOS 管由 n 型或 p 型半導(dǎo)體制成,其中包含兩個(gè)電極:源極和漏極,以及一個(gè)柵極。
在 MOS 管工作過程中,柵極和源極之間會(huì)形成一個(gè)電容,我們稱之為米勒電容(Cgd)。
當(dāng)柵源電壓增加時(shí),柵極的充電電流必須先給米勒電容充電,使米勒電容充滿電后,柵極的充電電流才能繼續(xù)增加,進(jìn)而使 MOS 管的導(dǎo)通電流增加。
米勒效應(yīng)雖然給我們帶來了一些困擾,但是也有應(yīng)對的方法:
我們可以通過減小米勒電容、增大驅(qū)動(dòng)電流、優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路等方法來減輕米勒效應(yīng)的影響。
讓我們從一個(gè)簡單的模型說起。假設(shè)我們有一個(gè) MOS 管,它的輸入電容為 Cgs,當(dāng)柵源電壓(Vgs)上升時(shí),這個(gè)電容會(huì)開始充電。在充電的過程中,Vgs 上升的速度會(huì)逐漸減慢,因?yàn)殡娙莸某潆娝俣仁怯邢薜?。?dāng) Vgs 上升到一定程度時(shí),MOS 管才會(huì)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。
這樣一來,MOS 管就能更好地為我們服務(wù),為我們的生活帶來更多的便利。
總之,MOS 管的開通過程和米勒效應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜而有趣的過程。
通過了解這個(gè)過程,我們可以更好地掌握 MOS 管的工作原理,為我們的電子設(shè)計(jì)提供更多的思路和靈感。
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