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今天我们继续米勒效应的第4篇。 一道问题 照例，先抛出来一道问题：如果MOS管处于米勒平台的区间内，MOS管工作在哪个区？ A：恒流区； B：可变变阻区； C：部分在恒流区，部分在可变电阻区； D：截止区；
题不大，但却是真正考验基本功。要回答这个问题，需要从两方面入手： ①搞清楚MOS管三个工作区的工作条件； ②搞清楚MOS管米勒平台的变化历程。 MOS管3种工作状态 MOS管的3种工作状态：截止区、恒流区(饱和区)、可变电阻区，这个想必大家都知道。但光知道这个还不太够，还需要清楚进入相应工作区的充分条件。
如上图所示，Ohmic Region即为可变电阻区，Active Region即为饱和区，也叫恒流区，Cut-off Region即为截止区。由于MOS管为压控型器件，只需要控制栅-源极电压Vgs电压，即可控制MOS管的导通。 当Vgs 当Vgs>Vth且Vds 当Vgs>Vth且Vds>Vgs-Vth时，MOS管处于恒流区（饱和区）； 当然上面的条件，我想很多同学都知道。但是我想让同学们理解里面的含义，而不是单纯地记忆公式。比如，可变电阻区的Vds 在Vgs>Vth的前置条件下，保证源极S侧的导电沟道存在。再在漏极-源极间加入一个电压Vds，要保证漏极D侧的导电沟道也存在，就必须使得Vgd>Vth。这样Vgs和Vgd都大于Vth，漏极S和源极D之间的导电沟道才会一直存在。 而Vgd等于Vgs+Vsd，可变换为Vgs-Vds。Vgd>Vth，即Vgs-Vds>Vth，则有：Vds 恒流区的Vds>Vgs-Vth就不展开解释，具体可以参看《Rdson对应MOS管的哪个工作区？》，里面的解析比较详细。 MOS管米勒平台变化历程 要搞清楚MOS管米勒平台的变化历程，不妨我们用TINA-TI做下仿真，结合仿真数据来分析变化过程。 ①搭建MOS管的仿真电路，如下图所示。还需要检测栅源电压Vgs、漏源电压Vds和漏极电流Id。 VF1，监测Vgs的电压波形； VF2，监测Vds的电压波形； VF3，监测驱动源VG1的电压波形； AM1，监测Id的电流波形。 ②跑一下“瞬时分析”，看下整体的波形，如下图所示。 如上图所示，a点标记的时间位置为2.05us。可以明显看出： ①在a点前，漏极无电流Id； ②在a点后，漏极开始有电流Id(如AM1所示)，即MOS管开始导通； 该MOS管的开启电压Vth为2.93V，即为a点。 为方便进一步观察，将仿真结果进一步放大，如下图所示： 不知道屏幕前的你，看完上图片有没有什么疑惑。反正我是有疑问！！！ 如上图红框所示，Id在米勒平台期间仍在上升。在米勒平台结束时，漏极电流才达到最大值。这和我之前了解到电流变化趋势不同。 上图，相信很多同学在很多文章中都看过。或者在网上搜一下“米勒效应”， 随便点开几篇文章都有这幅图片。在这幅图中，可以明显看出：漏极电流Id是在t2时刻达到最大值，在米勒平台期间（t2-t3时间段）Id基本保持不变。这幅图和仿真出来的结果相差很大。 期初，有怀疑这幅图的正确性。几经努力，找到了这幅图片的出处，源自安森美(Onsemi)的技术文档《AN-9010_MOSFET Basic》（文末可以免费获取）。鉴于是大厂的技术文档，暂时打消了我对其正确性的怀疑。 再次去查询相关资料，在B站上看到一个视频，是老外在讲解米勒效应，展现出来的实测波形，绿色的Id确实是在橙色的Vgs米勒平台期间上升，基本在米勒平台结束后Id到达最大值，如下截图所示。 仿真波形和实测波形可以呼应，说明仿真数据没有错。 这样的话，仿真没有错，Onsemi的图也没有问题，但是波形趋势相差很大，那问题出在哪里呢？是谁的问题呢？ 我暂时没有想通，期待屏幕前的大神能帮忙拨开迷雾，指点迷津。 由于本文在仿真中遇到了暂时解释不通的问题，所以在文章开头提出的问题，暂时没有得到验证解决。 |
