MOSFET的栅极电容和米勒电容

如何为MOSFET建模栅极电容和米勒电容。施加栅极电压时，两者的行为如何？

漏极和栅极之间始终存在电容，这可能是一个实际问题。常见的MOSFET是FQP30N06L（60V LOGIC N沟道MOSFET）。它具有以下电容值：-

• 输入电容1040 pF（栅极到源极）
• 输出电容350 pF（漏极至源极）
• 反向传输电容65 pF（漏极至栅极）

米勒电容是上面列出的反向传输电容，输入电容是栅极-源极电容。输出电容是从漏极到源极。

对于MOSFET，输入电容通常是这三个电容中最大的，因为要获得良好的吞吐量（为了改变栅源电压而改变漏极电流），栅极绝缘层必须非常薄，这会增加栅源电容。

Miller电容（反向转移电容）通常最小，但会对性能产生严重影响。

考虑一下从50V电源电压切换10A负载的MOSFET。如果您驱动栅极以打开漏极上的器件，则有望在几百纳秒内从50V降至0V。不幸的是，迅速下降的漏极电压（随着器件导通）通过米勒电容消除了栅极电荷，这可能会开始关闭器件-这被称为负反馈，并且可能导致比理想的开关时间（导通和关断）短的时间。

技巧是确保门稍微过驱动以适应这种情况。请看以下从FQP30N06L数据表拍摄的照片：-

它显示了当栅极电压为5V且漏极电流为10A时您可以期待的结果–您将在整个器件上得到约0.35V的电压降（功耗为3.5W）。然而，随着漏极电压从50V迅速下降从栅极电荷去除可以是这样的栅极电压的第三暂时在开关过程中“丢失”。通过确保栅极驱动电压来自低源阻抗可以缓解这种情况，但是，如果失去三分之一，则在短时间内就像栅极电压处于3.5V一样，这会在开关过程中消耗更多功率。

关断MOSFET时也是如此。漏极电压的突然上升将电荷注入栅极，这具有使MOSFET稍微导通的效果。

如果需要更好的开关，请查看数据手册并过驱动栅极电压以将其导通，并在可能的情况下施加负驱动电压以将其关闭。在所有情况下，均应使用低阻抗驱动器。FQP30N06L的数据表表明，上升和下降时间规格使用25欧姆驱动阻抗。

还值得一提的是电压对各种电容的影响。看这张图：-

对于非常小的漏极电压，米勒电容（Crss）接近1nF-与器件关闭时比较（例如漏极上为50V）-电容已经下降到可能小于50pF。另请参阅电压如何影响其他两个电容。

恐怕尚未对“米勒”电容一词进行正确的解释。据说，米勒电容与漏极至栅极电容相同。我认为，这需要澄清。

问题在于，米勒效应（由负反馈引起）会增加栅极的输入电导率（在常见源配置的情况下）。这适用于漏极和栅极之间（器件内部和/或外部）的任何导电元件。

大概可以说，米勒效应显然将栅极处的输入电容增加了等于级增益A的因数，因此：Cin〜A * Cdg。

这意味着-就建模而言：根本没有对Miller效果建模，而对Cdg进行了建模（在D和G之间）。由于米勒效应，可能的增加取决于特定的应用。