什么是MOS寄生模型？MOS寄生模型動(dòng)態(tài)過程分析

以下內(nèi)容中，小編將對?MOS寄生模型的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對?MOS寄生模型的了解，和小編一起來看看吧。

一、?MOS寄生模型

?MOS寄生模型?主要涉及到MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）中的寄生電容和電阻。這些寄生參數(shù)，如寄生電容和寄生電阻，是在MOSFET制造過程中由于工藝限制而不可避免地產(chǎn)生的，它們對MOSFET的性能有一定的影響。了解這些寄生模型有助于在高速應(yīng)用中快速掌握其特性，以及優(yōu)化MOSFET的性能。

?寄生電容?：MOSFET中的寄生電容主要包括本征電容和寄生電容。本征電容出現(xiàn)在溝道中的反型層和耗盡層電荷區(qū)，而寄生電容則涉及到源極與漏極之間的電容、柵極與體硅之間的電容等。這些電容在邏輯柵極的轉(zhuǎn)換延遲中起到關(guān)鍵作用，因?yàn)樗鼈儧Q定了柵極在一個(gè)能夠開啟（關(guān)閉）源漏電流的特定電勢下充放電的速度。

?寄生電阻?：除了電容外，MOSFET還具有寄生電阻，包括柵極寄生電阻等。這些電阻同樣是由于制造過程中的工藝限制而產(chǎn)生的，它們對MOSFET的電流流動(dòng)和電壓分布有一定的影響。

?等效電路模型?：為了更好地理解和分析MOSFET的性能，可以構(gòu)建等效電路模型。這些模型包括NMOS和PMOS的增強(qiáng)型等效電路，以及一般常用導(dǎo)通時(shí)的電流流向。了解這些模型有助于在設(shè)計(jì)電路時(shí)考慮到MOSFET的寄生參數(shù)，從而優(yōu)化電路性能。

?靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)?：MOSFET的參數(shù)可以分為靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)。靜態(tài)參數(shù)包括最大電壓、最大電流、最大功率損耗等，這些參數(shù)在低頻應(yīng)用中較為重要。動(dòng)態(tài)參數(shù)則涉及到高頻應(yīng)用中的性能，如柵極-源極閾值電壓等，這些參數(shù)對于確定MOSFET的導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)至關(guān)重要。

綜上所述，MOS寄生模型是一個(gè)復(fù)雜的電氣模型，它包括了MOSFET中的寄生電容和電阻，以及為了分析和設(shè)計(jì)方便而構(gòu)建的等效電路模型。了解這些模型有助于優(yōu)化MOSFET的性能，特別是在高速和高頻應(yīng)用中。

二、MOS的寄生模型動(dòng)態(tài)過程分析

QG（tot）、QGS和QGD都是來自同一柵極電荷曲線的參數(shù)。它們描述了在特定條件下，MOSFET需要多少柵極電荷才能切換。這在高頻開關(guān)應(yīng)用中尤其重要。當(dāng)漏極、柵極和源極之間同時(shí)發(fā)生顯著的電壓和電流變化時(shí)，大部分功率損耗發(fā)生在開關(guān)期間。在全關(guān)閉狀態(tài)下，存在顯著的電壓，但電流可以忽略不計(jì)。在全導(dǎo)通狀態(tài)下，存在顯著的電流和較小的電壓。

柵極電荷參數(shù)取決于閾值電壓和開關(guān)動(dòng)態(tài)以及正在被開關(guān)的負(fù)載，但電阻負(fù)載和電感負(fù)載之間存在差異。柵極電荷曲線示例如圖1-3所示：

圖1-3：QGS的充電如何影響ID，VD，VG

由于電容隨電壓和電流的變化，在確定開關(guān)性能時(shí)，最好查看柵極電荷數(shù)據(jù)，而不是電容數(shù)據(jù)。如果MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)器電路被限制在特定電流，并且需要快速開關(guān)，則情況尤其如此。柵極電荷曲線描述了MOSFET的情況，該MOSFET的漏極被限制在特定的電流和電壓。

在此期間，漏極-源極電壓開始下降，因?yàn)镸OSFET上增加的電荷允許更容易的傳導(dǎo)。因此，盡管柵極-源極電壓是恒定的，但是漏極-柵極電壓正在下降。最終，電容停止增加，柵極電荷的任何進(jìn)一步增加都會增加?xùn)艠O-源極電壓。這種特性有時(shí)被稱為“米勒平臺”，因?yàn)樗傅氖撬^的米勒電容增加的時(shí)間。米勒平臺也被稱為柵極-漏極電荷（QGD）。在此期間，漏極和源極之間存在顯著的電流和電壓，因此QGD在確定開關(guān)損耗時(shí)很重要。

一旦達(dá)到米勒平臺的末端，柵極-源極電壓再次增加，但具有比達(dá)到QGS之前更大的電容。柵極電荷曲線的梯度在米勒平臺之上較小。柵極電荷參數(shù)高度依賴于測量條件，不同的供應(yīng)商經(jīng)常針對不同的條件呈現(xiàn)其柵極電荷參數(shù)，在比較不同來源的柵極電荷參數(shù)時(shí)要求謹(jǐn)慎。較高的電流導(dǎo)致較高的柵極-源極電荷值，因?yàn)槠脚_電壓也較高。隨著平臺的增加，更高的漏極-源極電壓導(dǎo)致柵極-漏極電荷和總柵極電荷的值更高。

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