最近看了一下mosfet的东西,写一下mosfet上电启动过程,mosfet为增强型nmosfet
米勒平台电压计算公式
开启
在分析之先了解一下MOSFET的一种模型,
下图为理想上电过程
首先从起始到终止的角度来说:
| 项目 | 初始 | 终态 |
|---|---|---|
| Vgs | 0 | Vgs |
| Vds | Vdd | 0 |
| Vgd | -Vdd | Vgs |
| id | 0 | id |
| ig | 0 | 0 |
- to-t1 : 栅极驱动给Cgs,Cgd充电,Vgs,Vgd上升,Cgs的电流回到gnd,Cgd的电流由于mosfet关闭,因此电流会走向Vdd,因此id刚开始会有一个很小负电流
- t1-t2 : 在t1时刻,Vgs达到Vth,MOSFET开始逐渐导通,此时沟道开始流过电流,Cds开始放电,此阶段MOSFET处于饱和区
- t2-t3 : Cgd会快速放电,二极管承受反向压降,vgs基本保持不变,栅极需要提供较大电流给cgd进行充电,如果vgs电压上升,电荷也会被cgd吸走,但是如果cgd电荷抽取电荷能力较强,反而会导致cgs电荷减小,vgs会下降,但是一般驱动电路的供电能力都足以保持vgs不变
- t3-t4 : 猜一下,什么时候米勒平台会结束,应该是vgs=vgd的时候吧,vgd如果比vgs小,那么还需要给cgd进行充电,vgd>vgs你能不给cgs充电?因此vgs=vgd的时后米勒平台结束,继续对两个电容进行充电
米勒平台电压计算公式
关断
在mosfet关闭的时候也会存在相同的平台问题
- Cgd,Cgs放电至米勒平台
- Cgd快速放电
- Cds充电,cgd,cgs放电
- Cgs,Cgd放电
如果在MOSFET的源漏之间同时存在电压电流就会造成开关损耗,也是MOSFET发热主要原因
如果能实现zvs,zcs那么mosfet就不存在大量发热问题,也降低了mosfet的开关损耗.
以zvs为例,如果在mosfet需要开启之前,有一个电流从mosfet的体二极管流过,那么这个电流就会将Cds的电荷释放掉,Cgd电荷也会释放一部分,等mosfet驱动供电的时候,只需要给Cgd,Cgs从0电荷充电至Vgs需要的电荷量,相当与在mosfet开启的时候从电荷的角度来看从t3时刻开始,自然就只有驱动损耗了,Cds电容没有电压,Vgs到达Vth的时候,沟道形成,通过id,此时Cds没有电压,实现了ZVS,零电压开启.
