mos管結(jié)電容,結(jié)電容對(duì)電路的影響-KIA MOS管

mos管結(jié)電容

MOS管的結(jié)電容是器件內(nèi)部因半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成的寄生電容。

主要包括：

柵源電容（Cgs）：柵極與源極之間的電容，影響開(kāi)啟/關(guān)斷速度。

柵漏電容（Cgd，又稱(chēng)米勒電容）：柵極與漏極之間的電容，開(kāi)關(guān)過(guò)程中因米勒效應(yīng)會(huì)顯著延長(zhǎng)過(guò)渡時(shí)間。

漏源電容（Cds）：漏極與源極之間的電容，與體二極管特性相關(guān)。

這些電容的容值并非固定，而是隨Vds電壓非線性變化，尤其在功率MOSFET中更為明顯。

mos管結(jié)電容的形成

MOS管結(jié)電容，是MOS管在極化時(shí)，于柵極與漏極/源極間形成的、能存儲(chǔ)電荷的電容。它作為MOS管的關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)管子的動(dòng)態(tài)功耗、響應(yīng)速度等特性有著決定性影響，尤其在高頻應(yīng)用中，其表現(xiàn)尤為關(guān)鍵。

勢(shì)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(huì)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(huì)形成空間電荷區(qū)（該空間電荷區(qū)形成的電場(chǎng)會(huì)阻值擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)進(jìn)行，最終使擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)達(dá)到平衡）。

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(guò)程與電容器充放電過(guò)程相同，稱(chēng)為擴(kuò)散電容。

寄生電容結(jié)構(gòu)

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。

根據(jù)MOS管規(guī)格書(shū)中對(duì)三個(gè)電容的定義可以知道：

Ciss = Cgs + Cgd ;

Coss = Cds ＋ Cgd;

Crss = Cgd;

因此可以得到MOS管單獨(dú)三個(gè)引腳之間的電容Cgs柵源電容、Cgd柵漏電容、Cds漏源電容。Cds漏源電容又叫米勒電容。

mos管結(jié)電容對(duì)電路的影響

開(kāi)關(guān)時(shí)間和開(kāi)關(guān)損耗：

輸入電容（Ciss）影響開(kāi)關(guān)時(shí)間和開(kāi)關(guān)損耗。較大的輸入電容會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)時(shí)間延長(zhǎng)，增加開(kāi)關(guān)損耗，從而影響電路的效率和穩(wěn)定性。

諧振現(xiàn)象：

輸出電容（Coss）可能導(dǎo)致諧振現(xiàn)象。在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，輸出電容會(huì)充電和放電，如果處理不當(dāng)，可能會(huì)引起電路的諧振，影響電路的穩(wěn)定性和可靠性。

自激振蕩：

反向傳輸電容（Crss）影響關(guān)斷延時(shí)，并可能引起自激振蕩。自激振蕩會(huì)導(dǎo)致電路無(wú)法正常工作，甚至損壞器件。

漏電流增加：

寄生電容的存在會(huì)導(dǎo)致漏電流增加，特別是在高頻工作條件下。這會(huì)影響MOSFET的功耗和效率。

響應(yīng)時(shí)間縮短和信號(hào)延遲增加：

寄生電容會(huì)儲(chǔ)存電荷，導(dǎo)致MOSFET的響應(yīng)時(shí)間縮短，但也可能導(dǎo)致信號(hào)延遲增加和輸出波形失真。

功耗增加：

由于寄生電容會(huì)儲(chǔ)存電荷并在切換過(guò)程中釋放，這會(huì)導(dǎo)致MOSFET的功耗增加，特別是在高頻應(yīng)用中更為明顯。

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