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我们都知道,源极之间的 mosfet 栅极和漏极是介电层,因此在栅极和漏极之间一定有一个寄生电容在 cgs 和 cgd 之间,沟道没有形成,漏极之间也有一个寄生电容的 cds,所以在考虑寄生电容时,mosfet 等效电路如图2所示。
我们都应该知道,MOSFET的栅极和漏极之间有介质层,所以栅极和漏极之间必然存在寄生电容CGS和CGD。当没有形成沟道时,漏极和源极之间也存在寄生电容CDS。因此,当考虑寄生电容时,MOSFET的等效电路将如图2所示。但是,我们在MOSFET数据手册中一般看不到这三个参数,手册中给出的参数是CISS、COSS和CRSS(见图1)。
图 1 某数据技术手册进行关于寄生电容的描述
他们与CGS、CGD、CDS的关系如下:
Sith (CGS) CGD (CDS plus pictured), Corsese s CDS s CGD, Klaas s CGD
图2考虑寄生电容的 mosfet 模型
让我们看看这些寄生参数是如何影响开关速度的。如图3所示,当驱动信号UI出现时,MOSFET处于关闭状态。此时,CGS和CGD上的电压为UGS=0,ugd=-VDD,CGS和CGD上的电荷量为Qgs=0,QGD=ugdcgd=vddcgd。接下来,UI通过RG对CGS充电,UGS逐渐增大(在这个过程中,随着UGS的增大,CGD也会放电,但由于VDD比UGS大得多,CGD不会导致栅极电流的显著增大)。当UGS达到阈值电压时,一个电流开始流过MOSFET(事实上,当UGS没有达到阈值电压时,一个小电流已经流过MOSFET)。MOSFET上的电压降开始从原来的VDD下降,CGD上的电压也会下降。然后,它将伴随着CGD的释放。
由于CGD上的电荷量QGD=vddcgd较大,放电时间较长。在放电期间,栅极电流基本上用于CGD的放电,因此栅极源极电压的增加变慢。放电后,UI继续通过RG对CGS和CGD充电(因为此时MOSFET完全导通,相当于CGS和CGD并联),直到栅极源电压达到UI,开启过程完成。图4中的曲线很好地描述了在传导过程中UGS随时间的变化曲线。应该注意的是,实际曲线不是一条直线,因为驱动器不提供电流源。图4仅表示上升趋势。
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