MOSFET的米勒平台电压很重要,1400字教你两种方式计算出米勒平台电压值

原创 硬件那点事儿 2025-01-06 08:06

关注微信公众号:硬件那点事儿

Part 01

前言

MOSFET米勒效应是指在MOSFET的开关过程中,由于栅极-漏极之间的电容Cgd的存在,漏极电压的变化会通过该电容耦合到栅极,导致栅极电压出现不希望的变化。
在MOSFET开关的过程中,特别是当漏极电压发生快速变化时,栅极电压需要经历一个过渡阶段,这一阶段通常表现为栅极电压变化的“平台”部分,称为米勒平台电压。这时,尽管栅极驱动电压仍在增加或减少,但栅极电流主要用于充电或放电栅极-漏极电容Cgd,使得栅极电压变化缓慢。由于电容的充放电特性,栅极电压和漏极电压之间的关系呈现出一个相对平稳的平台。米勒平台的存在通常会使得MOSFET的开关过程变得较慢,因为栅极电压在米勒平台上变化较慢,主要是由于电容充电的时间。而在其他阶段(如栅极电压的上升或下降阶段),栅极电压变化较快,表明MOSFET正在经历栅极电流的快速变化。

米勒效应使得栅极电压的变化变得较慢从而会影响MOSFET的开关速度,其次米勒效应导致的栅极电流的增加和电容充电过程会增加开关损耗,特别是在高频开关电路中,因为每次开关过程中都会有一定量的能量被浪费在电容的充电和放电上,从而会增加开关损耗。栅极电压的变化可能导致MOSFET的不稳定工作,特别是在高频或快速开关时,这可能导致振荡、过冲、甚至导致MOSFET损坏。

那么如何获取MOSFET米勒平台电压呢?有些人第一反应是用示波器去测,示波器当然可以测出来,但是在前期原理图设计或者器件选型阶段,有没有更快捷的方法获取或者计算出米勒平台电压的值呢?当然是有的,今天我们就介绍两种米勒平台电压的获取方式,一种是读图,一种是计算。

Part 02

方式1:读图

打开MOSFET的datasheet,我们可以在后面的特性曲线中找到Vgs-Qg曲线,横坐标是总栅极电荷Qg,纵坐标是栅源电压Vgs,比如下图,当栅源极电压<4.5V时,随着栅极电压的增加,栅源gs寄生电容不断充电,栅极电荷也是不断增加的,当栅源极电压=4.5V以后,此时,MOSFET的栅源gs寄生电容充满电了,开始给栅漏gd寄生电容充电,此时栅极电压基本不变,当栅漏gd寄生电容充满电后,栅极电压继续增加,因此米勒平台电压大概是4.5V。
这种获取米勒平台电压的方式存在弊端,原因是曲线是特定测试条件下得到的,比如温度是25℃,ID是75A,VDS电压是20V或者32V,当我们的MOSFET电路参数以及温度跟这个不同的时候,就会存在偏差,所以接下来介绍计算的方式,计算出的米勒平台电压偏差会更小,更符合电路的实际情况

Part 03

方式2:计算

米勒平台电压的计算公式是:Vgs_miller=Vth+(Id/K)^0.5
K:MOSFET的K值,通常也称为跨导参数
Vth:MOSFET的开启电压
Id:MOSFET的漏极电流
所以知道得到K,Vth,Id就能得到米勒平台电压。
MOSFET规格书会给出Id-Vgs的传输特性曲线,以结温25℃的Id-Vgs的传输特性曲线为例,我们可以通过曲线得到两个坐标点,(Vgs1,Id1),(Vgs2,Id2),比如(3V,4A)和(5V,300A)
基于Id=K*(Vgs-Vth)^2方程进行计算,这个方程大家应该很熟悉了。把上面两个坐标点带入Id=K*(Vgs-Vth)^2方程就能求解出K值,以及Vth值。这样我们就能计算出我们实际不同漏极电流下的米勒平台电压了。
当然以上结算对应MOSFET的结温是25℃,由于MOSFET的开启电压Vth随温度变化比较大,温度越高,MOSFET的开启电压Vth越低,温度系数典型值是7mV/°C(规格书一般不会给,这是个参考值),我们可以通过这个值进一步校正米勒平台电压。
比如如果我们算出的25℃,Vth值是1V,那125℃ Vth的值就是:
Vth_125℃=1V-0.007V/°C*(125℃-25℃)=0.3V。
然后我们就可以通过Vgs_miller=Vth+(Id/K)^0.5计算出125℃时的米勒平台电压了。

有问题欢迎在评论区留言交流哦!

硬件那点事儿 专注于硬件电路相关设计技术分享与交流,器件选型,电源/采样/驱动等电路设计,EMC测试等
评论 (0)
  •   海上电磁干扰训练系统:全方位解析      海上电磁干扰训练系统,作为模拟复杂海上电磁环境、锻炼人员应对电磁干扰能力的关键技术装备,在军事、科研以及民用等诸多领域广泛应用。接下来从系统构成、功能特点、技术原理及应用场景等方面展开详细解析。   应用案例   系统软件供应可以来这里,这个首肌开始是幺伍扒,中间是幺幺叁叁,最后一个是泗柒泗泗,按照数字顺序组合就可以找到。   一、系统构成   核心组件   电磁信号模拟设备:负责生成各类复杂的电磁信号,模拟海上多样
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-10 16:45 103浏览
  • 技术原理:非扫描式全局像的革新Flash激光雷达是一种纯固态激光雷达技术,其核心原理是通过面阵激光瞬时覆盖探测区域,配合高灵敏度传感器实现全局三维成像。其工作流程可分解为以下关键环节:1. 激光发射:采用二维点阵光源(如VCSEL垂直腔面发射激光器),通过光扩散器在单次脉冲中发射覆盖整个视场的面阵激光,视场角通常可达120°×75°,部分激光雷达产品可以做到120°×90°的超大视场角。不同于传统机械扫描或MEMS微振镜方案,Flash方案无需任何移动部件,直接通过电信号控制激光发射模式。2.
    robolab 2025-04-10 15:30 91浏览
  • 什么是车用高效能运算(Automotive HPC)?高温条件为何是潜在威胁?作为电动车内的关键核心组件,由于Automotive HPC(CPU)具备高频高效能运算电子组件、高速传输接口以及复杂运算处理、资源分配等诸多特性,再加上各种车辆的复杂应用情境等等条件,不难发见Automotive HPC对整个平台讯号传输实时处理、系统稳定度、耐久度、兼容性与安全性将造成多大的考验。而在各种汽车使用者情境之中,「高温条件」就是你我在日常生活中必然会面临到的一种潜在威胁。不论是长时间将车辆停放在室外的高
    百佳泰测试实验室 2025-04-10 15:09 71浏览
  • 由西门子(Siemens)生产的SIMATIC S7 PLC在SCADA 领域发挥着至关重要的作用。在众多行业中,SCADA 应用都需要与这些 PLC 进行通信。那么,有哪些高效可行的解决方案呢?宏集为您提供多种选择。传统方案:通过OPC服务器与西门子 PLC 间接通信SIMATIC S7系列的PLC是工业可编程控制器,能够实现对生产流程的实时SCADA监控,提供关于设备和流程状态的准确、最新数据。S7Comm(全称S7 Communication),也被称为工业以太网或Profinet,是西门
    宏集科技 2025-04-10 13:44 79浏览
  • 文/Leon编辑/侯煜‍关税大战一触即发,当地时间4月9日起,美国开始对中国进口商品征收总计104%的关税。对此,中国外交部回应道:中方绝不接受美方极限施压霸道霸凌,将继续采取坚决有力措施,维护自身正当权益。同时,中国对原产于美国的进口商品加征关税税率,由34%提高至84%。随后,美国总统特朗普在社交媒体宣布,对中国关税立刻提高至125%,并暂缓其他75个国家对等关税90天,在此期间适用于10%的税率。特朗普政府挑起关税大战的目的,实际上是寻求制造业回流至美国。据悉,特朗普政府此次宣布对全球18
    华尔街科技眼 2025-04-10 16:39 95浏览
  • 行业痛点:电动车智能化催生语音交互刚需随着全球短途出行市场爆发式增长,中国电动自行车保有量已突破3.5亿辆。新国标实施推动行业向智能化、安全化转型,传统蜂鸣器报警方式因音效单一、缺乏场景适配性等问题,难以满足用户对智能交互体验的需求。WT2003HX系列语音芯片,以高性能处理器架构与灵活开发平台,为两轮电动车提供从基础报警到智能交互的全栈语音解决方案。WT2003HX芯片技术优势深度解读1. 高品质硬件性能,重塑语音交互标准搭载32位RISC处理器,主频高达120MHz,确保复杂算法流畅运行支持
    广州唯创电子 2025-04-10 09:12 164浏览
  • 背景近年来,随着国家对资源、能源有效利用率的要求越来越高,对环境保护和水处理的要求也越来越严格,因此有大量的固液分离问题需要解决。真空过滤器是是由负压形成真空过滤的固液分离机械。用过滤介质把容器分为上、下两层,利用负压,悬浮液加入上腔,在压力作用下通过过滤介质进入下腔成为滤液,悬浮液中的固体颗粒吸附在过滤介质表面形成滤饼,滤液穿过过滤介质经中心轴内部排出,达到固液分离的目的。目前市面上的过滤器多分为间歇操作和连续操作两种。间歇操作的真空过滤机可过滤各种浓度的悬浮液,连续操作的真空过滤机适于过滤含
    宏集科技 2025-04-10 13:45 72浏览
  •   卫星故障预警系统软件:卫星在轨安全的智能护盾   北京华盛恒辉卫星故障预警系统软件,作为确保卫星在轨安全运行的关键利器,集成前沿的监测、诊断及预警技术,对卫星健康状况予以实时评估,提前预判潜在故障。下面将从核心功能、技术特性、应用场景以及发展走向等方面展开详尽阐述。   应用案例   目前,已有多个卫星故障预警系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润卫星故障预警系统。这些成功案例为卫星故障预警系统的推广和应用提供了有力支持。   核心功能   实时状态监测:
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-09 19:49 159浏览
  • 政策驱动,AVAS成新能源车安全刚需随着全球碳中和目标的推进,新能源汽车产业迎来爆发式增长。据统计,2023年中国新能源汽车渗透率已突破35%,而欧盟法规明确要求2024年后新能效车型必须配备低速提示音系统(AVAS)。在此背景下,低速报警器作为车辆主动安全的核心组件,其技术性能直接关乎行人安全与法规合规性。基于WT2003H芯片开发的AVAS解决方案,以高可靠性、强定制化能力及智能场景适配特性,正成为行业技术升级的新标杆。WT2003H方案技术亮点解析全场景音效精准触发方案通过多传感器融合技术
    广州唯创电子 2025-04-10 08:53 190浏览
  • ‌亥姆霍兹线圈‌是由两组相同的线圈组成,线圈之间的距离等于它们的半径。当电流同时流过这两个线圈时,会在它们中间形成一个几乎均匀的磁场。这种设计克服了普通线圈磁场不均匀的缺陷,能够在中心区域形成稳定、均匀的磁场‌。‌亥姆霍兹线圈的应用领域‌包括材料、电子、生物、医疗、航空航天、化学、应用物理等各个学科。由于其操作简便且能够提供极微弱的磁场直至数百高斯的磁场,亥姆霍兹线圈在各研究所、高等院校及企业中被广泛用于物质磁性或检测实验。‌亥姆霍兹线圈可以根据不同的标准进行分类‌:‌按磁场方向分类‌:‌一维亥
    锦正茂科技 2025-04-09 17:20 135浏览
  • 行业变局:从机械仪表到智能交互终端的跃迁全球两轮电动车市场正经历从“功能机”向“智能机”的转型浪潮。数据显示,2024年智能电动车仪表盘渗透率已突破42%,而传统LED仪表因交互单一、扩展性差等问题,难以满足以下核心需求:适老化需求:35%中老年用户反映仪表信息辨识困难智能化缺口:78%用户期待仪表盘支持手机互联与语音交互成本敏感度:厂商需在15元以内BOM成本实现功能升级在此背景下,集成语音播报与蓝牙互联的WT2605C-32N芯片方案,以“极简设计+智能交互”重构仪表盘技术生态链。技术破局:
    广州唯创电子 2025-04-11 08:59 122浏览
  •   天空卫星健康状况监测维护管理系统:全方位解析  在航天技术迅猛发展的当下,卫星在轨运行的安全与可靠至关重要。整合多种技术,实现对卫星的实时监测、故障诊断、健康评估以及维护决策,有力保障卫星长期稳定运转。  应用案例       系统软件供应可以来这里,这个首肌开始是幺伍扒,中间是幺幺叁叁,最后一个是泗柒泗泗,按照数字顺序组合就可以找到。  一、系统架构与功能模块  数据采集层  数据处理层  智能分析层  决策支持层  二、关键技术  故障诊断技术  
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-10 15:46 66浏览
  •     前几天同事问我,电压到多少伏就不安全了?考虑到这位同事的非电专业背景,我做了最极端的答复——多少伏都不安全,非专业人员别摸带电的东西。    那么,是不是这么绝对呢?我查了一下标准,奇怪的知识增加了。    标准的名字值得玩味——《电流对人和家畜的效应》,GB/T 13870.5 (IEC 60749-5)。里面对人、牛、尸体分类讨论(搞硬件的牛马一时恍惚,不知道自己算哪种)。    触电是电流造成的生理效应
    电子知识打边炉 2025-04-09 22:35 181浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦