資料介紹

上面是一個正常情況下,電容兩端電壓的充電波形。但事實上,MOSFET 除 了在 GS 端存在電容之外,它還有 GD 電容,DS 電容。那么,GD 之間的電容, 我們把它稱之為米勒電容,實際上米勒電容有一個米勒效應的。 米勒效應,實際上是有一個固有的轉移特性。在這個轉移特性里面有什么關系 呢?就是:柵極的電壓 Vgs 和漏極的電流 Id 保持一個比例關系。
其實,對于 MOSFET 來說,有一個起始開通電壓,叫做 Vth

當 MOSFET 達到起始開通電壓 Vth 之后,Id 就開始有電流了,但是這個時候, 電流小,然后 Vgs 電壓繼續上升,Id 也會繼續上升,當上升到米勒效應的時候, 就會發生固有轉移特性
我們知道了,當 gs 電容的電壓達到 Vth 時,Id 有電流的,就表示有通路,那么 柵極的電壓就有了另一條通路了

也就是上面這幅圖中紫色的這條通路。那么 GS 電容在達到 Vth 之后,會繼 續上升,當到達 t2 時刻時,Id 電流就達到最大了,也可以說電流保持不變是吧。 那么,既然漏極的電流保持不變,根據固有轉移特性,是不是柵極電壓也保持不 變啊(固有轉移特性:柵極電壓 Vgs 和漏極電流 Id 保持一個比例關系)。

我們把柵極電壓不變的這段區域叫做米勒平臺區,而且 MOSFET 處于放大狀 態。那么會有人有疑問了,既然是達到放大狀態,為什么電流能達到最大值呢? 這和內阻分析法不是有矛盾嗎?實際上是沒有矛盾的。
我們用三極管來舉例:

假設上面這個三極管處于飽和導通狀態,放大倍數β=100,當 be 流過 1mA 電流時,Ic 的電流是 100mA。由于三極管處于飽和導通狀態,那么 C 極的電位是 0.3V 的飽和壓降,那么,根據上面這個電路圖來看,如果忽略 CE 壓降的話,根 據歐姆定律:Ic=12V/100R=120mA。但實際上三極管所能達到的最大 Ic 電流是 100mA。那么,我們來看看三極管飽和導通時的功耗問題
飽和導通:
Ib=1mA,Ic=100mA
三極管功耗:
b 極功耗:0.7V*1mA
c 極功耗:0.3V*100mA
很明顯,三極管在飽和導通時,功耗不大。那么,再來看一下三極管放大狀態時 的功耗

由于三極管的射極電壓跟隨,輸出電壓是 5V,而左邊是 12V(忽略 100R 壓 降),那么 CE 壓差就是 7V 了。此時三極管處于放大導通狀態,而三極管的 be 電流還是 1mA
放大導通:
Ib=1mA Ic=100mA
三極管功耗:
b 極功耗 0.7V*1mA
c 極功耗 7V*100mA
根據上面的分析,三極管放大狀態的功耗是飽和狀態的 23 倍。三極管在放 大導通狀態下,C 極電流是具有 100mA 的輸出能力的。但是,一般情況下,我 們都是降額使用,否則會發熱損壞掉。所以,三極管工作在放大狀態,就特別要 考慮功耗問題
我們再回到之前的 MOSFET 放大狀態,對于 MOSFET 來說,它的 Id 電流其實 是受后級負載決定的,不是工程師所能控制的。但是 MOSFET 在開通過程中,必 須要經過這個放大區,只不過這個放大區功耗特別的大,所以就需要這個放大區 的時間就要特別的短。MOSFET 在這個區域特別危險,壞的最多
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