MOS管中的密勒效應(yīng)詳解

WordMOS管中的密勒效應(yīng)詳解前面我們?cè)敿?xì)的介紹了共射放大電路的設(shè)計(jì)步驟，對(duì)于低頻（信號(hào)），可以不考慮三極管的頻率特性，但是隨著輸入信號(hào)頻率的增加，MOS管的寄生（電容）就不得不考慮。MOS管有極間電容有Cgd，Cgs，Cds。

MOS管的寄生電容

Cgs跨接在輸入端與地之間，對(duì)于輸入端來(lái)說(shuō)與基極電阻構(gòu)成了低通（濾波器），會(huì)使MOS管的高頻性能下降。Cds跨接在輸出端與地之間，對(duì)于輸出端來(lái)說(shuō)與基極電阻構(gòu)成了低通濾波器，會(huì)使MOS管的高頻性能下降。雖然Cgs和Cds都使MOS管的高頻性能下降，卻很好理解。只要知道了這兩個(gè)容值，和輸入輸出電阻就可以計(jì)算出截止頻率，那么我們的輸入信號(hào)就低于這個(gè)截止頻率就OK了，但是Cgd怎么理解呢？它跨接在輸入和輸出兩端，對(duì)于輸入來(lái)說(shuō)等效電容是多少？對(duì)于輸出來(lái)說(shuō)能效電容是多少呢？

1、一個(gè)簡(jiǎn)單的例子

一個(gè)159mV的1K正弦波交流電壓源跨接到C1兩端，（電流）表的讀數(shù)是1mA，通過(guò)I=2*（pi）*f*C*V，我們可以求出C1的容值是1uF。

電容C1還是那個(gè)電容，我們?cè)陔娙莸牧硪欢思由戏聪虻?590mV的1K正弦波交流電壓源，此時(shí)，電流表的讀數(shù)是11mA。如果我們還用公式I=2*pi*f*C*V來(lái)計(jì)算C1這個(gè)電容，則得到的數(shù)值是11uF。原理很簡(jiǎn)單，第一個(gè)例子電容兩端電壓變化幅度是159mV，第二個(gè)例子電容兩端變化的幅度是159mV+1590mV，擴(kuò)大了11倍。如果只從VG1那一端看過(guò)去就好像電容也擴(kuò)大了11倍。同樣，如果只從VG2那一端看過(guò)去就好像電容擴(kuò)大了1.1倍。

2、MOS管中的密勒效應(yīng)

當(dāng)MOS管處于截止區(qū)時(shí)，MOS管漏極固定為VDD，對(duì)于輸入輸出端等效電容就是Cgd。當(dāng)MOS管處于飽和區(qū)時(shí)，MOS管漏極固定為GND，對(duì)于輸入輸出端等效電容就是Cgd。當(dāng)MOS管處于放大區(qū)時(shí)，MOS管漏極電壓隨著G極電壓的增大而反向增大A倍，Cgd對(duì)于輸入端，等效電容為(1+A)*Cgd，對(duì)于輸出端，等效電容為（1+1/A）*Cgd。這個(gè)現(xiàn)象最早是由美國(guó)無(wú)線（電工）程師JohnMiltonMiller在1919年到1920年間，在研究真空管時(shí)發(fā)現(xiàn)的，后來(lái)這個(gè)現(xiàn)象就以它的姓氏命名，叫做MillerEffect。

3、密勒平臺(tái)

由于MillerEffect，在MOS管開(kāi)啟的過(guò)程中，GS兩端電壓在上升過(guò)程中有一個(gè)平臺(tái)或凹坑，這個(gè)平臺(tái)就是密勒平臺(tái)。建立如下（仿真）模型：

觀察電壓探頭VF2測(cè)得的電壓，1us時(shí)，VG1開(kāi)始給MOS管柵極加電壓，使徒開(kāi)啟MOS管。

第一階段：1.4us之前，MOS管工作在截止區(qū)，電壓逐漸上升，說(shuō)明在給MOS管的寄生電容Cgs和Cgd充電，此時(shí)輸入端的等效電容為Cgs+Cgd。第二階段：在1.4us到1.9us之間，MOS管開(kāi)始工作在放大區(qū)，此時(shí)輸入端的等效電容為Cgs+（1+A）*Cgd，因?yàn)榉糯蟊稊?shù)A通常非常大，所以等效的電容也非常大，充電緩慢，出現(xiàn)密勒平臺(tái)。第三階段：在1.9us以后，MOS管此時(shí)處