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MOS在控制器電路中的工作狀態(tài):開通過程(由截止到導通的過渡過程)、導通狀態(tài)、關斷過程(由導通到截止的過渡過程)、截止狀態(tài)。
MOS主要損耗也對應這幾個狀態(tài):開關損耗(開通過程和關斷過程),導通損耗,截止損耗(漏電流引起的,這個忽略不計),還有雪崩能量損耗。
只要把這些損耗控制在MOS承受規(guī)格之內(nèi),MOS即會正常工作,超出承受范圍,即發(fā)生損壞。而開關損耗往往大于導通狀態(tài)損耗,不同MOS這個差距可能很大。
MOS損壞主要原因:
過流——持續(xù)大電流或瞬間超大電流引起的結溫過高而燒毀。
過壓——源漏過壓擊穿、源柵極過壓擊穿。
靜電——靜電擊穿,CMOS電路都怕靜電。
MOS問題遠沒這么簡單,麻煩在它的柵極和源級間,源級和漏級間,柵極和漏級間內(nèi)部都有等效電容。所以給柵極電壓的過程就是給電容充電的過程(電容電壓不能突變),而MOS源級和漏級間由截止到導通的開通過程受柵極電容的充電過程制約。
然而,這三個等效電容是構成串并聯(lián)組合關系,它們相互影響,并不是獨立的,如果獨立的就很簡單了。
其中一個關鍵電容就是柵極和漏級間的電容Cgd,這個電容業(yè)界稱為米勒電容。這個電容不是恒定的,隨柵極和漏級間電壓變化而迅速變化。這個米勒電容是柵極和源級電容充電的絆腳石,因為柵極給柵-源電容Cgs充電達到一個平臺后,柵極的充電電流必須給米勒電容Cgd充電。這時柵極和源級間電壓不再升高,達到一個平臺,這個是米勒平臺(米勒平臺就是給Cgd充電的過程),米勒平臺大家首先想到的麻煩就是米勒振蕩。(即,柵極先給Cgs充電,到達一定平臺后再給Cgd充電)。
因為這個時候源級和漏級間電壓迅速變化,內(nèi)部電容相應迅速充放電,這些電流脈沖會導致MOS寄生電感產(chǎn)生很大感抗。這里面就有電容、電感、電阻組成震蕩電路(能形成2個回路),并且電流脈沖越強頻率越高振蕩幅度越大,所以zui關鍵的問題就是這個米勒平臺如何過渡。
Gs極加電容,減慢mos管導通時間,有助于減小米勒振蕩。防止MOS管燒毀。
過快的充電會導致激烈的米勒振蕩,但過慢的充電雖減小了振蕩,但會延長開關從而增加開關損耗。MOS開通過程源級和漏級間等效電阻相當于從無窮大電阻到阻值很小的導通內(nèi)阻(導通內(nèi)阻一般低壓MOS只有幾毫歐姆)的一個轉(zhuǎn)變過程。