芯耀
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Part 01、前言
在之前的文章中，我們介紹了兩種方式計(jì)算出米勒平臺(tái)電壓值，也說明了MOSFET的米勒效應(yīng)對于MOSFET的電路設(shè)計(jì)以及器件選型有很重要的影響，米勒效應(yīng)使得MOSFET柵極電壓的變化變得較慢從而會(huì)影響MOSFET的開關(guān)速度，其次米勒效應(yīng)導(dǎo)致的柵極電流的增加和電容充電過程會(huì)增加開關(guān)損耗，同時(shí)柵極電壓的變化可能導(dǎo)致MOSFET的不穩(wěn)定工作，特別是在高頻或快速開關(guān)時(shí)，這可能導(dǎo)致振蕩、過沖、甚至導(dǎo)致MOSFET損壞。
MOSFET米勒效應(yīng)有這么多的影響，一個(gè)關(guān)鍵的因素就是由于柵極-漏極之間的電容Cgd的存在導(dǎo)致的，但是打開MOSFET的規(guī)格書，我們發(fā)現(xiàn)規(guī)格書中只給出了輸入電容（Ciss），輸出電容（Coss），反向傳輸電容（Crss），并沒有我們想要的柵-源Cgs寄生電容，柵-漏Cgd寄生電容，漏-源Cds寄生電容，并且Cgd，Cds會(huì)隨Vds電壓變化，接下來我們就講一講如果基于輸入電容（Ciss），輸出電容（Coss），反向傳輸電容（Crss）通過計(jì)算準(zhǔn)確得到不同Vds電壓下的柵-源Cgs寄生電容，柵-漏Cgd寄生電容，漏-源Cds寄生電容。
Part 02、如何理解Ciss，Coss，Crss？
在講解計(jì)算方法之前，我們需要理解一下輸入電容（Ciss），輸出電容（Coss），反向傳輸電容（Crss）是什么東西才行。
1. 輸入電容 (Ciss)
輸入電容是MOSFET的柵極到源極電容（Cgs）和柵極到漏極電容（Cgd）的總和:
輸入電容代表柵極控制端對源極的電容性負(fù)載。在開關(guān)過程中，驅(qū)動(dòng)電路需要克服這個(gè)電容進(jìn)行充放電，從而改變MOSFET的導(dǎo)通或關(guān)斷狀態(tài)。輸入電容越大，驅(qū)動(dòng)電路需要更多電流和時(shí)間進(jìn)行充電，開關(guān)速度會(huì)變慢。的輸入電容需要更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，增加驅(qū)動(dòng)電路功耗。
2.輸出電容 (Coss)
輸出電容是漏極到源極電容（Cds）和柵極到漏極電容（Cgd）的總和:
輸出電容反映了漏極到源極的電容性負(fù)載特性，主要與MOSFET的耐壓和電極結(jié)構(gòu)有關(guān)。在LLC等諧振變換器中，輸出電容參與諧振，直接影響諧振頻率。
3.反向傳輸電容(Crss)反向傳輸電容是柵極到漏極電容(Cgd)，也稱為"米勒電容":
反向傳輸電容反映了漏極電壓變化對柵極電壓的影響。由于漏極電壓變化會(huì)通過Cgd耦合到柵極，導(dǎo)致“米勒效應(yīng)"。在開關(guān)過程中，漏極電壓變化會(huì)導(dǎo)致柵極電壓出現(xiàn)額外的充放電需求，減慢開關(guān)速度。
MOSFET的Cgs、Cgd、Cds 都是非線性電容，它們隨漏源電壓（Vds）和柵源電壓（Vgs）的變化而變化，Cgs通常為恒定值，因?yàn)樗饕蓶艠O與溝道的重疊區(qū)域決定。Cgd在低Vds時(shí)較大，隨著Vds增加而減小。Cds主要由漏源之間的結(jié)電容決定，隨Vds增大而減小。
所以雖然反向傳輸電容Crss就是柵極到漏極電容(Cgd)，也就是米勒電容，但是米勒電容是隨著Vds的增加而減小的，但是規(guī)格書中只會(huì)給出特定條件下的Crss，比如下圖的Vds=15V，那如果我們電路中的Vds電壓和規(guī)格書中的不一樣怎么辦呢？
Part 03、Cgs、Cgd、Cds的計(jì)算
方式1：基于規(guī)格書給出的參數(shù)計(jì)算，缺點(diǎn)是MOSFET的寄生電容是非線性的，尤其是Cgd和Cds，它們會(huì)隨漏源電壓（Vds)變化。因此，手冊中的電容值通常是在特定Vds條件下測量的。
方式2：Ciss通常為恒定值，這樣Ciss我們可以使用規(guī)格書中的值，Coss和Crss與VDS電壓有關(guān)，我們就可以通過下面的計(jì)算公式來計(jì)算出我們的MOSFET電路在實(shí)際VDS電壓下的Coss和Crss。
其中，VDS,spec是規(guī)格書中Crss，Coss對應(yīng)的VDS測試電壓，VDS,off是我們實(shí)際電路中對應(yīng)的VDS電壓，Crss,spec，Coss,spec是規(guī)格書中給出的Crss以及Coss值。通過計(jì)算出實(shí)際電路對應(yīng)的Vds下的Crss，Coss，再結(jié)合規(guī)格書中的Ciss就能計(jì)算出更加準(zhǔn)確的Cgd，Cds，Cgs。
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