MOS管等效模型

OS管相比于三極管，開(kāi)關(guān)速度快，導(dǎo)通電壓低，電壓驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，所以越來(lái)越受工程師的喜歡，然而，若不當(dāng)設(shè)計(jì)，哪怕是小功率MOS管，也會(huì)導(dǎo)致芯片燒壞，原本想著更簡(jiǎn)單的，最后變得更加復(fù)雜。

NMOS 管開(kāi)關(guān)等效電路

PMOS 管開(kāi)關(guān)等效電路

MOS管等效電路及應(yīng)用電路如下圖所示：

把MOS管的微觀模型疊加起來(lái)，就如下圖所示：

我們知道，MOS管的輸入與輸出是相位相反，恰好180度，也就是等效于一個(gè)反相器，也可以理解為一個(gè)反相工作的運(yùn)放，如下圖：

有了以上模型，就好辦了，尤其從運(yùn)放這張圖中，可以一眼看出，這就是一個(gè)反相積分電路，當(dāng)輸入電阻較大時(shí)，開(kāi)關(guān)速度比較緩慢，Cgd這顆積分電容影響不明顯，但是當(dāng)開(kāi)關(guān)速度比較高，而且VDD供電電壓比較高，比如310V下，通過(guò)Cgd的電流比較大，強(qiáng)的積分很容易引起振蕩，這個(gè)振蕩叫米勒振蕩。所以Cgd也叫米勒電容，而在MOS管開(kāi)關(guān)導(dǎo)通或者關(guān)斷的那段時(shí)間，也就是積分那段時(shí)間，叫米勒平臺(tái)，如下圖圓圈中的那部分為米勒平臺(tái)，右邊的是振蕩嚴(yán)重的米勒振蕩：

因?yàn)镸OS管的反饋引入了電容，當(dāng)這個(gè)電容足夠大，并且前段信號(hào)變化快，后端供電電壓高，三者結(jié)合起來(lái)，就會(huì)引起積分過(guò)充振蕩，這個(gè)等價(jià)于溫控的PID中的I模型，要想解決解決這個(gè)米勒振蕩，在頻率和電壓不變的情況下，一般可以提高M(jìn)OS管的驅(qū)動(dòng)電阻，減緩開(kāi)關(guān)的邊沿速度，其次比較有效的方式是增加Cgs電容。在條件允許的情況下，可以在Cds之間并上低內(nèi)阻抗沖擊的小電容，或者用RC電路來(lái)做吸收電路。

下圖給出我常用的三顆大功率MOS管的電容值：LCR電橋直接測(cè)量

從圖上可以看出，Inifineon6代MOS管和APT7代MOS管性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如碳化硅性能，它的各個(gè)指標(biāo)都很小，當(dāng)米勒振蕩通過(guò)其他手段無(wú)法降低時(shí)，可以考慮更換更小的米勒電容MOS管，尤其需要重視Cgd要盡可能的小于Cgs。

　　MOS管高頻小信號(hào)等效電路

　　在高頻應(yīng)用時(shí)，MOS管的分布電容就不能疏忽，即在考慮高頻溝通小信號(hào)作業(yè)時(shí)有必要考慮MOS管的分布電容對(duì)電路功能的影響，所以MOS管的高頻小信號(hào)等效電路能夠在其低頻小信號(hào)等效電路的基礎(chǔ)上參加MOS管的極間電容完成，如圖1.17所示。

　　因?yàn)樵诓煌鳂I(yè)狀況（截止、飽滿、線性）時(shí)MOS管的分布電容值不同，因而若進(jìn)行詳細(xì)的核算比較困難，但能夠經(jīng)過(guò)軟件模仿進(jìn)行剖析。

　　另外，在高頻電路中有必要注意其作業(yè)頻率受MOS管的最高作業(yè)頻率的約束（即電路的工作頻率，如高于MOS管的最高作業(yè)頻率時(shí)，電路不能正常工作）。