MOSFET'lerin geçit şarj eğrisi (Miller platosu) neden Vds'ye bağımlı?

MOSFET'lerin geçit şarj eğrisinin (tam olarak Miller plato kısmı) neden drenaj kaynağı voltajı Vds'ye bağlı olduğunu anlamıyorum.

Örnek olarak, IRFZ44'ün veri sayfası sayfa 4'te (Şekil 6) farklı Vds değerleri için geçit yükü eğrilerini göstermektedir.

Miller platosu neden daha büyük Vds için daha uzun? Plato Cgd'ye bağımlı değil mi? Ancak Cgd (= Crss) daha büyük Vds için küçülür (veri sayfasında FIg.5'e bakın). Miller platosu kısalmamalı mı?

"Miller Platosu neden daha büyük $V_{\text{ds}}$? "

Kısa cevap, Miller Plateau'nun genişliğinin eğrinin altındaki alanla $C_{\text{gd}}$. Ama neden?

Miller Platosu ne gösteriyor?

Miller etkisi mevcuttur, çünkü FET'in tahliyesi ve kapısı arasında etkili bir kapasitans vardır ($C_ {\text {gd}}$), Miller kapasitansı denir. Veri sayfasındaki Şekil 6'daki eğri, FET sabit bir akımla kapıya geçirilerek oluşturulurken, drenaj bir akım sınırlama devresinden bir voltaja çekilir.$V_ {\text {dd}}$. Kapı voltajı eşiği aştıktan ve drenaj akımı sınırına ulaştıktan sonra (akım sınırlama devresi tarafından ayarlanır),$V_ {\text {ds}}$ yükü değiştirerek düşmeye başlar $C_ {\text {gd}}$kapıdan. Süre$V_ {\text {ds}}$ sıfır volta düşer, $V_ {\text {dd}}$, $V_G$ 'den deplasman akımı ile sıkışmış $C_ {\text {gd}}$ ... bu Miller Platosu.

Miller Platosu, $C_ {\text {gd}}$genişliğine göre. Belirli bir FET için Miller Platosu'nun genişliği,$V_ {\text {ds}}$açılır. Şekil gösterir$V_G$ hizalı $V_ {\text {ds}}$ bunu açıklığa kavuşturmak için.

IRFZ44 için geçit şarj eğrisi, $V_{\text{ds}}$; Span1 0V ila 11V, Span2 0V ila 28V ve Span3 0V ila 44V'dir. Şimdi, bazı şeyler açık olmalı:

• $V_{\text{ds}}$ Span3> $V_{\text{ds}}$ Span2> $V_{\text{ds}}$ Span1
• $V_{\text{ds}}$ Span3, Span2 ve Span1'i içerir.
• $C_{\text{gd}}$ şarj daha büyük için daha büyük $V_{\text{ds}}$ yayılma.
• Miller Plateau daha fazlası ile $C_{\text{gd}}$ şarj etmek.
• Daha fazlası daha fazlasıdır.

Bu sonuçlar size çok el dalgalı ve yılan gibi görünüyor mu? Tamam, buna ne dersin?

Miller Platosu Neden Yüksekte Genişliyor? $V_{\text{ds}}$ - Nicel Bir Bakış

Bir kapasitördeki şarj denklemi ile başlayın:

Q = diferansiyel formlu CV dQ = C dV

şimdi $C_{\text{gd}}$ sabit değil, $V_{\text{ds}}$. IRFZ44 veri sayfasının Şekil 5'teki eğriye bakıldığında$C_{\text{gd}}$, sıfırda sonsuz olmayan bir denklem istiyoruz $V_{\text{ds}}$ve katlanarak düşer (ish). Burada bunun nasıl yapıldığı hakkında hiçbir ayrıntıya girmeyeceğim. Eşleşiyor gibi görünen çok basit formları seçin ve bunları verilere uydurmaya çalışın. Yani, cihaz fiziğine dayanmaz, ancak oldukça az çaba ile oldukça iyi eşleşir. Bazen tek gereken budur.

$C_{\text{gd}}$ = $\frac{C_{\text{gdo}}}{k_c \text{V}_{\text{ds}}+1}$

nerede
$C_{\text{gdo}}$ = 1056 pF
$k_c$ = 0.41 - gelişigüzel bir ölçeklendirme katsayısı

Takılı olan bu modeli veri sayfasına kontrol ediyoruz:

Bu yüzden, $C_{\text{gd}}$ yük denkleminin diferansiyel formuna model ifadesi ve her iki tarafı da entegre ediyoruz:

Q = $\frac{C_{\text{gdo}} \log \left(k_c V_{\text{ds}}+1\right)}{k_c}$ = $\frac{\text{1056 pF } \log \left(\text{0.41 } V_{\text{ds}}+1\right)}{\text{0.41 }}$

Bir Q grafiği, daha büyük değişiklikler için her zaman arttığını gösterir. $V_{\text{ds}}$.

Bunun doğru olmaması için tek yol, $C_{\text{gd}}$ bazı değerleri için negatif oldu $V_{\text{ds}}$fiziksel olarak gerçekleştirilemez. Yani, daha fazlası daha fazlasıdır.

MOSFET çalışmaya başladığında, kanalda daha önce hiç bulunmayan taşıyıcılar vardır ve kapıdan kanala kapasitans aşağıya değil yükselir. Şekil 5'te ölçülen kapasitansların hepsinin V _GS = 0'da olduğuna dikkat edin .

Belirli bir V _GS için kanal akımının büyüklüğü bir şekilde V _DS'ye bağlı olduğundan, etkin kapasitanstaki artış da aynı şekilde.

İkinci "diz" eğrisindeki konumu, belirli bir V _DS için kanal akımının artmayı durduğu noktayı temsil eder .

Daha yüksek tahliye voltajı, Cgd'de daha fazla şarj anlamına gelir. Bu kadar basit. Cgd'den geçen akım Cgd'deki voltaj değişim hızını belirler. Bu akım, kaynak tarafından sınırlanan Ig'dir, bu nedenle daha fazla yükün boşaltılması daha fazla zaman alır.