MOS管的米勒效应

MOS管3种工作状态

MOS管的3种工作状态：截止区、恒流区(饱和区)、可变电阻区，这个想必大家都知道。但光知道这个还不太够，还需要清楚进入相应工作区的充分条件。

如上图所示，Ohmic Region即为可变电阻区，Active Region即为饱和区，也叫恒流区，Cut-off Region即为截止区。由于MOS管为压控型器件，只需要控制栅-源极电压Vgs电压，即可控制MOS管的导通。

当Vgs<Vth时，MOS管处于截止区；

当Vgs>Vth且Vds<Vgs-Vth时，MOS管处于可变电阻区；

当Vgs>Vth且Vds>Vgs-Vth时，MOS管处于恒流区（饱和区）；

当然上面的条件，我想很多同学都知道。但是想让同学们理解里面的含义，而不是单纯地记忆公式。比如，可变电阻区的Vds<Vgs-Vth是怎么来的呢？

在Vgs>Vth的前置条件下，保证源极S侧的导电沟道存在。再在漏极-源极间加入一个电压Vds，要保证漏极D侧的导电沟道也存在，就必须使得Vgd>Vth。这样Vgs和Vgd都大于Vth，漏极S和源极D之间的导电沟道才会一直存在。

而Vgd等于Vgs+Vsd，可变换为Vgs-Vds。Vgd>Vth，即Vgs-Vds>Vth，则有：Vds<Vgs-Vth。

MOS管米勒平台变化历程

要搞清楚MOS管米勒平台的变化历程，不妨我们用TINA-TI做下仿真，结合仿真数据来分析变化过程。

①搭建MOS管的仿真电路，如下图所示。还需要检测栅源电压Vgs、漏源电压Vds和漏极电流Id。

VF1，监测Vgs的电压波形；

VF2，监测Vds的电压波形；

VF3，监测驱动源VG1的电压波形；

AM1，监测Id的电流波形。

②跑一下“瞬时分析”，看下整体的波形，如下图所示。

如上图所示，a点标记的时间位置为2.05us。可以明显看出：

①在a点前，漏极无电流Id；

②在a点后，漏极开始有电流Id(如AM1所示)，即MOS管开始导通；

该MOS管的开启电压Vth为2.93V，即为a点。

为方便进一步观察，将仿真结果进一步放大，如下图所示：

如上图红框所示，Id在米勒平台期间仍在上升。在米勒平台结束时，漏极电流才达到最大值。这和我之前了解到电流变化趋势不同。