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我們都知道,源極之間的 mosfet 柵極和漏極是介電層,因此在柵極和漏極之間一定有一個寄生電容在 cgs 和 cgd 之間,溝道沒有形成,漏極之間也有一個寄生電容的 cds,所以在考慮寄生電容時,mosfet 等效電路如圖2所示。
我們都應該知道,MOSFET的柵極和漏極之間有介質層,所以柵極和漏極之間必然存在寄生電容CGS和CGD。當沒有形成溝道時,漏極和源極之間也存在寄生電容CDS。因此,當考慮寄生電容時,MOSFET的等效電路將如圖2所示。但是,我們在MOSFET數據手冊中一般看不到這三個參數,手冊中給出的參數是CISS、COSS和CRSS(見圖1)。
圖 1 某數據技術手冊進行關于寄生電容的描述
他們與CGS、CGD、CDS的關系如下:
Sith (CGS) CGD (CDS plus pictured), Corsese s CDS s CGD, Klaas s CGD
圖2考慮寄生電容的 mosfet 模型
讓我們看看這些寄生參數是如何影響開關速度的。如圖3所示,當驅動信號UI出現時,MOSFET處于關閉狀態。此時,CGS和CGD上的電壓為UGS=0,ugd=-VDD,CGS和CGD上的電荷量為Qgs=0,QGD=ugdcgd=vddcgd。接下來,UI通過RG對CGS充電,UGS逐漸增大(在這個過程中,隨著UGS的增大,CGD也會放電,但由于VDD比UGS大得多,CGD不會導致柵極電流的顯著增大)。當UGS達到閾值電壓時,一個電流開始流過MOSFET(事實上,當UGS沒有達到閾值電壓時,一個小電流已經流過MOSFET)。MOSFET上的電壓降開始從原來的VDD下降,CGD上的電壓也會下降。然后,它將伴隨著CGD的釋放。
由于CGD上的電荷量QGD=vddcgd較大,放電時間較長。在放電期間,柵極電流基本上用于CGD的放電,因此柵極源極電壓的增加變慢。放電后,UI繼續通過RG對CGS和CGD充電(因為此時MOSFET完全導通,相當于CGS和CGD并聯),直到柵極源電壓達到UI,開啟過程完成。圖4中的曲線很好地描述了在傳導過程中UGS隨時間的變化曲線。應該注意的是,實際曲線不是一條直線,因為驅動器不提供電流源。圖4僅表示上升趨勢。
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