Não entendo por que a curva de carga do portão (exatamente: a parte do platô de Miller) dos MOSFETs depende da tensão da fonte de drenagem Vds.
Como exemplo, a folha de dados do IRFZ44 mostra na página 4 (Fig. 6) as curvas de carga do portão para diferentes valores de Vds.
Por que o platô de Miller é mais longo para Vds maiores? O platô não é dependente do Cgd? Mas o Cgd (= Crss) fica menor para Vds maiores (consulte FIg.5 na folha de dados). O platô de Miller não deveria ficar mais curto?
Respostas:
"Por que o Miller Plateau é mais longo para maior ?"Vds
A resposta curta é que a largura do Miller Plateau é escalada com a área abaixo da curva para . Mas por que?Cgd
O que mostra o Miller Plateau?
O efeito Miller existe porque existe capacitância efetiva entre o dreno e a porta do FET ( ), a chamada capacitância de Miller. A curva da Figura 6 na folha de dados é gerada ligando o FET com uma corrente constante no portão, enquanto o dreno foi puxado por um circuito limitador de corrente para alguma tensão . Depois que a tensão do portão ultrapassa o limite e a corrente de drenagem atinge seu limite (definido pelo circuito limitador de corrente), começa a cair, deslocando a carga em através do gate. Enquanto cai para zero volts, de , V dd V ds C gd V ds V dd V G C gdCgd Vdd Vds Cgd Vds Vdd VG está preso pela corrente de deslocamento de ... que é o Platô de Miller. Cgd
O Miller Plateau mostra a quantidade de carga em por sua largura. Para um determinado FET, a largura do Miller Plateau é uma função da tensão percorrida por medida que é ligada. A figura mostra alinhado com para deixar isso claro. V ds V G V dsCgd Vds VG Vds
A curva de carga do gate para o IRFZ44 mostra três extensões de ; O Span1 é de 0V a 11V, o Span2 é de 0V a 28V e o Span3 é de 0V a 44V. Agora, algumas coisas devem ficar claras:Vds
Essas conclusões parecem muito onduladas e oleosas para você? Ok, então e quanto a isso?
Por que o Miller Plateau se torna mais amplo para o mais alto - Um olhar quantitativoVds
Comece com a equação de carga em um capacitor:
Q = CV com uma forma diferencial dQ = C dV
Agora não é uma constante, mas alguma função de . Observando a curva na Figura 5 da folha de dados do IRFZ44 para , queremos uma equação que não seja infinita com zero e caia exponencialmente (ish). Não vou entrar em detalhes aqui sobre como isso foi feito. Basta escolher formulários muito simples que pareçam corresponder e tentar ajustá-los aos dados. Portanto, não se baseia na física do dispositivo, mas apenas combina muito bem com pouco esforço. Às vezes é tudo o que é necessário.Cgd Vds Cgd Vds
onde = 1056 pF = 0,41 - um coeficiente de escala arbitrário
Cgdo
kc
Verificando este modelo ajustado na folha de dados, vemos:
Então, depois de conectar a expressão do modelo na forma diferencial da equação de carga e integrar os dois lados, obtemos:Cgd
Q = = 1056 pF log(0,41 V ds +1)Cgdolog(kcVds+1)kc 1056 pF log(0.41 Vds+1)0.41
Um gráfico de Q mostra que ele sempre aumenta para alterações maiores de .Vds
A única maneira de isso não ser verdade seria se se tornasse negativo para alguns valores de , que não são fisicamente realizáveis. Então, mais é mais. V dsCgd Vds
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Uma vez que o MOSFET começa a conduzir, há portadores no canal onde não havia antes, e a capacitância porta a canal aumenta, não diminui. Observe que as capacitâncias medidas na Figura 5 estão em V GS = 0.
Como a magnitude da corrente do canal para um determinado V GS é um pouco dependente do V DS , o mesmo ocorre com o aumento da capacitância efetiva.
A posição do segundo "joelho" na curva representa o ponto em que a corrente do canal para de aumentar para um dado V DS .
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Maior tensão de drenagem significa mais carga no Cgd. É simples assim. A corrente através de Cgd determina a taxa de mudança de tensão em Cgd. Esta corrente é Ig, que é limitada pela fonte, portanto leva mais tempo para descarregar mais carga.
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