寄生電容產(chǎn)生的原因,寄生電容怎么消除-KIA MOS管

寄生電容產(chǎn)生原因

MOS管有三個(gè)寄生電容參數(shù)，分別是：輸入電容Ciss、輸出電容Coss、反向傳輸電容Crss。三個(gè)電容參數(shù)分別代表什么？是如何形成的？

功率半導(dǎo)體的核心是PN結(jié)，從二極管、三極管到場效應(yīng)管，都是根據(jù)PN結(jié)特性所做的各種應(yīng)用。場效應(yīng)管分為結(jié)型、絕緣柵型，其中絕緣柵型也稱MOS管（Metal Oxide Semiconductor）。

根據(jù)不通電情況下反型層是否存在，MOS管可分為增強(qiáng)型、耗盡型；

寄生電容形成的原因

1. 勢壘電容：功率半導(dǎo)體中，當(dāng)N型和P型半導(dǎo)體結(jié)合后，由于濃度差導(dǎo)致N型半導(dǎo)體的電子會有部分?jǐn)U散到P型半導(dǎo)體的空穴中，因此在結(jié)合面處的兩側(cè)會形成空間電荷區(qū)（該空間電荷區(qū)形成的電場會阻值擴(kuò)散運(yùn)動進(jìn)行，最終使擴(kuò)散運(yùn)動達(dá)到平衡）；

2.擴(kuò)散電容：當(dāng)外加正向電壓時(shí)，靠近耗盡層交界面的非平衡少子濃度高，遠(yuǎn)離非平衡少子濃度低，且濃度自高到底逐漸衰減直到0。當(dāng)外加正向電壓增大時(shí)，非平衡少子的濃度增大且濃度梯度也增大，外加電壓減小時(shí)，變化相反。該現(xiàn)象中電荷積累和釋放的過程與電容器充放電過程相同，稱為擴(kuò)散電容。

MOS管寄生電容結(jié)構(gòu)如下，其中，多晶硅寬度、溝道與溝槽寬度、G極氧化層厚度、PN結(jié)摻雜輪廓等都是影響寄生電容的因素。

對于MOS管規(guī)格書中三個(gè)電容參數(shù)的定義，

輸入電容Ciss = Cgs + Cgd；

輸出電容Coss = Cds + Cgd；

反向傳輸電容Crss = Cgd

這三個(gè)電容幾乎不受溫度變化的影響，因此，驅(qū)動電壓、開關(guān)頻率會比較明顯地影響MOS管的開關(guān)特性，而溫度的影響卻比較小。

寄生電容消除方法

增加初始電容值法。采用增加初始電容值的方法可以使寄生電容相對電容傳感器的電容量減小。

采用驅(qū)動電纜技術(shù)，減小寄生電容。

減少引線距離和集中接地，可以減少寄生電容。

優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，減少信號線與MOS管間的耦合，同時(shí)加入合適的濾波電路，能有效減少寄生電容的影響。

注意MOS管的布局和散熱設(shè)計(jì)，避免高溫引起的寄生電容變化。

減小MOS管寄生電容的方法：

合理布局：在電路設(shè)計(jì)中，采用合理的布局可以減小寄生電容的產(chǎn)生。例如，在PCB設(shè)計(jì)中，可以采用屏蔽和隔離的方法來減少寄生電容的產(chǎn)生。

選擇合適的材料：不同材料具有不同的介電常數(shù)，選擇合適的材料可以減小寄生電容的大小。例如，在高頻電路中，可以選擇低介電常數(shù)的材料來減小寄生電容的影響。

使用補(bǔ)償電路：在一些特殊的情況下，可以通過使用補(bǔ)償電路來消除或減小寄生電容的影響。例如，在放大器電路中，可以使用補(bǔ)償電路來抵消輸入和輸出之間的寄生電容。

減小漏區(qū)的面積與周長：通過減小漏區(qū)的面積與周長，可以有效減小結(jié)電容。

柵極串聯(lián)電阻：在MOS管開關(guān)電路或驅(qū)動電路中，常常會在MOS管的柵極串接一個(gè)電阻，其作用包括限制驅(qū)動電流、轉(zhuǎn)移驅(qū)動器的功率損耗、降低EM輻射和干擾、抑制MOS管柵源極的寄生震蕩。

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