您好! 请登录 注册
Picture Show
搜索
Picture Show

       联系电话    

135 1009 9916

图片展示

MOSFET的开关过程及米勒平台解读

2025-09-18 09:44:20

MOSFET在电路中的开通过程是怎样的?

为什么米勒平台期间VGS电压不变?

一、MOSFET开关电路

功率MOSFET在电路中常作为功率开关用于能源转换及管理,其开关特性由栅驱动电路外部负载决定,通常用于感性负载的内部电流控制。下图为在感性负载电路中工作的功率MOSFET器件。

通过驱动电路对栅极G的控制实现MOSFET器件开关,在每个工作周期(开通与关断)负载电流IL分别在功率MOSFET器件及续流二极管间转换。

当功率MOSFET器件开启时电感充电(其上电流增加)IL流过MOSFET,关断时由于电感电流不能突变,负载电感(相当于电流源)放电电流流进二极管续流。由于一个周期内电感电流变化很小,可假定电流IL为恒定。

二、开通过程

开通瞬态过程主要分为4个阶段,随着驱动电流iG的施加时间其栅源电压VGS、漏源电压VDS、栅漏电压VGD及漏极电流ID变化过程如下图所示:

第一阶段(t0-t1

VGS栅极驱动电流主要对CGS电容充电,栅源间电压VGS上升,上升到阈值电压VTH时该阶段结束。

ID该阶段VGS电压未达到阈值电压(VTH),MOSFET工作在截止区,ID≈0A

VDSMOSFET工作在截止区(关断状态),电阻趋近于无穷大,母线电压全部降落在MOSFET上,VDS等于母线电压VDD

VGD栅极电位低于漏极电位,栅漏电压VGD为负,VGD=VGS-VDS,该阶段VGD绝对值随VGS的升高逐渐降低。

第二阶段(t1-t2

VGS栅极驱动电流持续对CGS电容充电,栅源间电压VGS继续上升。

ID该阶段VGSVTH沟道开启,器件工作在恒流区,ID电流随VGS升高线性升高(受跨导gfs影响),当ID电流升高到感性负载电流IL时该阶段结束(受负载影响)。

VDS由于负载为感性,在MOSFET开启后,有一个电感电流IL的电流路径从续流二极管转换为MOSFET的过程,在这个转换过程中漏源电压VDS被续流二极管钳位(VDS=VDD+二极管压降),因此该阶段VDS电压不变(二极管正向压降很小可以忽略)。

若是负载是阻性的,这个阶段VDS会正常随ID电流的升高逐渐降低。

VGDVDS电压被钳位,VGD=VGS-VDS,该阶段VGD绝对值随VGS的升高逐渐降低。

第三阶段(t2-t3

VGS该阶段栅极驱动电流持续对米勒电容CGD充电,不在对CGS电容充电,栅源间电压VGS不变。

ID器件工作在恒流区VGS不变,电感电流全部流过MOSFETID=IL电流。

VDS负载及续流二极管开始承受耐压,VDS线性减小,直至VDS接近于0时该阶段结束。

VGDVGD=VGS-VDSVDS电压线性降低,VGS不变,该阶段VGD绝对值随VDS的降低先降低后升高,最后VGD=VGS

米勒平台形成原因?

VGD电压快速变化,会在CGD电容D端产生很大的dv/dt,在栅极形成感应电流:

ICGD=CGD×dv/dt

CGD电容将驱动电流全部抽取过去,用来抵消CGD电容所存储的电荷,这时CGS电容几乎没有电流流入,VGS电压也就不变,形成米勒平台区;米勒平台期间VDSID都较大,因此该期间开关损耗也就较大。

第四阶段(t3-t4

VGS该阶段栅极驱动电流对米勒电容CGDCGS电容一起充电(也就是Ciss),栅源间电压VGS开始上升,因为充电电容变大所以相比于第一阶段VGS上升斜率小。

ID器件工作在可变电阻区,受感性负载影响ID电流基本维持不变。

VDS维持接近于0V

VGDVGD=VGS-VDSVDS=0VVGD=VGS,该阶段VGDVGS曲线重合,一同上升。

MOSFET输出特性曲线上的开通过程(截止区→线性区)

如您对我们的产品感兴趣,欢迎联系咨询电话:135 1009 9916(微信同号)


    


                    



想了解更多关于碳化硅功率器件产品知识  请查看碳化硅课堂



作者: 深圳市亿伟世科技有限公司
0
MOSFET的开关过程及米勒平台解读
MOSFET在电路中的开通过程是怎样的?为什么米勒平台期间VGS电压不变?一、MOSFET开关电路功率MOSFET在电路中常作为功率开关用于能源转换及管理,其开
长按图片保存/分享

 技术学院


IGBT 课堂

SIC 课堂
工程师家园

 

产品中心

碳化硅器件

    IGBT

超洁 MOS

东芝隔离器

 

 

 

码上关注

     码上关注

码上联系

Picture Show
Picture Show

联系电话

135 1009 9916

 (微信同号)

添加微信好友,详细了解产品
使用企业微信
“扫一扫”加入群聊
复制成功!
添加微信好友,详细了解产品
我知道了
粤ICP备2022009448号